[go: up one dir, main page]

JPH10138121A - Piston device for polishing device - Google Patents

Piston device for polishing device

Info

Publication number
JPH10138121A
JPH10138121A JP31279596A JP31279596A JPH10138121A JP H10138121 A JPH10138121 A JP H10138121A JP 31279596 A JP31279596 A JP 31279596A JP 31279596 A JP31279596 A JP 31279596A JP H10138121 A JPH10138121 A JP H10138121A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
chamber
pressure
sub
wafer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP31279596A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shiyunji Hakomori
駿二 箱守
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.)
SpeedFam Co Ltd
Original Assignee
SpeedFam Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SpeedFam Co Ltd filed Critical SpeedFam Co Ltd
Priority to JP31279596A priority Critical patent/JPH10138121A/en
Publication of JPH10138121A publication Critical patent/JPH10138121A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston device for a polishing device that can minutely adjust pressing force to polished material by enclosing a main piston part and a sub-piston part in one cylinder part. SOLUTION: A small diameter sub-piston part 32 is fitted in a vertically movable state to a piston rod 31 fitted to a large diameter main piston part 30 in a cylinder part 20, and the pressure of an intermediate chamber D and the pressure of a lower chamber E are controlled by an air compressor 4. To be concrete, large descending force of an upper surface table 110 is reduced by the pressure in the intermediate chamber D, and when the upper surface table 110 reaches the vicinity of a wafer 200, pressure is applied to the lower chamber E to impart resistanceby the sub-piston part 32, to the main piston part 30, thus reducing the descending force of the upper surface table 110. The upper surface table 110 therefore presses the wafer 200 with small pressing force.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、両面ラッピング
装置などの上定盤や片面ラッピング装置などの加圧盤
(ヘッド)を昇降させてウエハ等の被研磨物を加圧する
研磨装置のピストン装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston device of a polishing apparatus for pressing a workpiece such as a wafer by raising and lowering a pressure plate (head) such as an upper surface plate such as a double-sided lapping device or a single-sided lapping device. It is.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の研磨装置のピストン装置
として、図8に示す技術がある。この研磨装置は、両面
ラッピング装置であり、上定盤110を一つのピストン
装置100で昇降させるものである。すなわち、シリン
ダ101の圧力室102内の空気圧を制御し、ピストン
103を上下させることで、ピストンロッド104の下
端に連結された上定盤110を昇降させる。そして、下
定盤120上のキャリア121に保持されたウエハ20
0を研磨する際には、上定盤110を下降させ、この上
定盤110がウエハ200を所望の圧力で押圧するよう
に、圧力室102内の空気圧を制御する。
2. Description of the Related Art Conventionally, there is a technique shown in FIG. 8 as a piston apparatus of this kind of polishing apparatus. This polishing apparatus is a double-sided lapping apparatus, which raises and lowers the upper platen 110 with one piston device 100. That is, by controlling the air pressure in the pressure chamber 102 of the cylinder 101 and moving the piston 103 up and down, the upper platen 110 connected to the lower end of the piston rod 104 is moved up and down. The wafer 20 held by the carrier 121 on the lower platen 120
When polishing 0, the upper platen 110 is lowered, and the air pressure in the pressure chamber 102 is controlled such that the upper platen 110 presses the wafer 200 at a desired pressure.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の研磨装置のピストン装置では、次のような問題があっ
た。上記ピストン装置100では、ウエハ200に対す
る加圧力を微調整することができない。特に、「24B
型」と呼ばれる両面ラッピング装置などのような大型の
研磨装置においては、この問題が顕著に現れる。すなわ
ち、このような研磨装置では、上定盤110にインナプ
レート111,スタッド112,吊り板113などを加
えた機具の総重量が約1500kgにもなる。さらに、
下定盤120の交換時には、下定盤120を上定盤11
0に連結して吊り上げるため、総重量が約2200kg
にもなる。したがって、このような大重量の機具を昇降
させるためには、工場エア圧5kg/平方センチメート
ルとした場合、ピストン103の面積が約432平方セ
ンチメートルという大型のピストン装置100を使用し
なければならない。そして、空気圧をレギュレータによ
って正確に制御する場合には、許容最小圧力変化が約
0.1kg/平方センチメートル単位であり、極めて小
さな圧力変化は不可能である。このため、大型のピスト
ン装置100による力(圧力×ピストン面積)は、4
3.2kg単位でしか変化させることができないことと
なる。ところで、ウエハ200が、シリコンインゴット
をワイヤで切断して製造したシリコンウエハの場合に
は、その表面に多数の凹凸がある。したがって、このよ
うなウエハ200の表面に上定盤110を接触させ、大
きな押圧力を加えると、この大きな押圧力が表面の凸部
に集中して、ウエハ200が割れることがある。このた
め、このようなウエハ200を研磨加工するためには、
3〜10kg程度の小さな力でウエハ200を押圧しな
がら、まず表面の凹凸を研磨し、表面がほぼ平坦になっ
た時点で、ウエハ200に大きな押圧力を加えてラッピ
ング加工をする必要がある。しかしながら、図8に示し
た大型の研磨装置に用いられるピストン装置100で
は、上記したように、43.2kgという大きな力単位
でしか、ウエハ200に対する押圧力を調整することが
できず、3〜10kgという押圧力に微調整することは
不可能であった。
However, the piston apparatus of the above-mentioned conventional polishing apparatus has the following problems. In the piston device 100, the pressure applied to the wafer 200 cannot be finely adjusted. In particular, "24B
In a large-sized polishing apparatus such as a double-sided lapping apparatus called a "mold", this problem becomes conspicuous. In other words, in such a polishing apparatus, the total weight of the tool obtained by adding the inner plate 111, the stud 112, the suspension plate 113, etc. to the upper platen 110 is about 1500 kg. further,
When replacing the lower platen 120, the lower platen 120 is
Total weight is about 2200kg to connect to 0 and lift
Also. Therefore, in order to raise and lower such a heavy machine, when the factory air pressure is set at 5 kg / cm 2, a large-sized piston device 100 having an area of the piston 103 of about 432 cm 2 must be used. When the air pressure is accurately controlled by the regulator, the minimum allowable pressure change is about 0.1 kg / cm 2, and an extremely small pressure change is impossible. Therefore, the force (pressure × piston area) by the large piston device 100 is 4
It can be changed only in 3.2 kg units. By the way, when the wafer 200 is a silicon wafer manufactured by cutting a silicon ingot with a wire, the surface has many irregularities. Therefore, when the upper platen 110 is brought into contact with the surface of the wafer 200 and a large pressing force is applied, the large pressing force is concentrated on the convex portion of the surface, and the wafer 200 may be broken. Therefore, in order to polish such a wafer 200,
While pressing the wafer 200 with a small force of about 3 to 10 kg, it is necessary to grind the surface irregularities first, and when the surface becomes almost flat, apply a large pressing force to the wafer 200 to perform lapping. However, in the piston device 100 used in the large-sized polishing device shown in FIG. 8, as described above, the pressing force on the wafer 200 can be adjusted only by a large force unit of 43.2 kg, and 3 to 10 kg. It was impossible to fine-tune the pressing force.

【0004】この発明は上述した課題を解決するために
なされたもので、メインピストン部とサブピストン部と
を一つのシリンダ部に収納することによって、被研磨物
に対する押圧力の微調整を可能にした研磨装置のピスト
ン装置を提供することを目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problem, and the main piston portion and the sub-piston portion are housed in one cylinder portion, thereby enabling fine adjustment of the pressing force on the object to be polished. It is an object of the present invention to provide a piston device for a polishing apparatus.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1の発明に係る研磨装置のピストン装置は、
上部及び下部に連通した大径及び小径の室を有し、被研
磨物が載置された下定盤の上方に位置するシリンダ部
と、被研磨物を下定盤側に押圧するための押圧体が下端
に連結されたピストンロッドを下側に有し、大径の室内
に上下動自在に収納されて、上側と下側とに上室と中室
とを画成するメインピストン部と、ピストンロッドに上
下動自在に嵌め込まれた状態で、小径の室内に収納さ
れ、その下側に下室を画成するサブピストン部と、上
室,中室,下室内を所定圧力にする圧力制御部とを具備
する構成とした。かかる構成により、圧力制御部の制御
によって、シリンダ部の中室内を所定圧力に保つこと
で、この圧力に対応した上方への力をメインピストン部
に加えることができる。これにより、押圧体の重量とメ
インピストン部の力との差分の下降力がピストンロッド
に加わって、押圧体が下降する。これとほぼ並行して、
下室に圧力を加えると、サブピストン部がピストンロッ
ドに沿って上昇し、下降するメインピストン部に下側か
ら当たる。これにより、下室の圧力に対応した上方への
力がサブピストン部からメインピストン部に印加され、
押圧体の下降力がサブピストン部の上方力によって減少
される。すなわち、メインピストン部とサブピストン部
の各上方力の和を押圧体の重量から差し引いた大きさの
力で、被研磨物を押圧することができる。このとき、サ
ブピストン部は小径であるので、上記下室内の圧力を粗
くしか変化することができない場合でも、サブピストン
部による上方力を細かく変化させることができる。この
結果、かかる下室内の圧力調整によって、被研磨物への
押圧力を微調整することができる。
In order to solve the above-mentioned problems, a piston device of a polishing apparatus according to the invention of claim 1 is provided.
It has a large-diameter and a small-diameter chamber communicating with the upper and lower portions, and a cylinder portion located above the lower platen on which the object to be polished is mounted, and a pressing body for pressing the object to be polished toward the lower platen side. A main piston portion having a piston rod connected to a lower end on a lower side, which is vertically movably housed in a large-diameter chamber, and defines an upper chamber and a middle chamber on an upper side and a lower side; A sub-piston portion which is housed in a small-diameter chamber in a state in which it can freely move up and down, and defines a lower chamber below the sub-piston, and a pressure controller which makes the upper, middle and lower chambers have a predetermined pressure. Was provided. With this configuration, the pressure inside the cylinder section is maintained at a predetermined pressure under the control of the pressure control section, so that an upward force corresponding to this pressure can be applied to the main piston section. Thus, a lowering force of a difference between the weight of the pressing body and the force of the main piston portion is applied to the piston rod, and the pressing body is lowered. Almost in parallel with this,
When pressure is applied to the lower chamber, the sub-piston rises along the piston rod and hits the descending main piston from below. As a result, an upward force corresponding to the pressure of the lower chamber is applied from the sub piston portion to the main piston portion,
The downward force of the pressing body is reduced by the upward force of the sub-piston portion. That is, the object to be polished can be pressed with a force obtained by subtracting the sum of the upward forces of the main piston portion and the sub piston portion from the weight of the pressing body. At this time, since the sub-piston portion has a small diameter, the upward force by the sub-piston portion can be finely changed even when the pressure in the lower chamber can only be changed roughly. As a result, the pressure on the workpiece can be finely adjusted by adjusting the pressure in the lower chamber.

【0006】請求項2の発明は、請求項1に記載の研磨
装置のピストン装置において、小径の室内の上部にスト
ッパを設け、サブピストン部の下部に、ストッパと係合
可能な幅広のフランジを設けた構成としてある。かかる
構成により、下室内を所定圧力にすると、サブピストン
部が小径の室内をピストンロッドに沿って上昇し、サブ
ピストン部下部のフランジが小径の室上部のストッパに
係合して、サブピストン部がこの係合位置で静止する。
According to a second aspect of the present invention, in the piston device of the polishing apparatus according to the first aspect, a stopper is provided at an upper portion of the small-diameter chamber, and a wide flange engageable with the stopper is provided at a lower portion of the sub-piston portion. It is a configuration provided. With this configuration, when the lower chamber is set to a predetermined pressure, the sub-piston part rises along the piston rod in the small-diameter chamber, and the flange at the lower part of the sub-piston part engages with the stopper at the upper part of the small-diameter chamber, and the sub-piston part Stops at this engagement position.

【0007】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2に記載の研磨装置のピストン装置において、小径の室
の下部に、サブピストン部の下面が載置可能な凸部を設
けると共に、圧力制御部をエアコンプレッサとし、シリ
ンダ部に、エアコンプレッサの空気を中室内に流出入可
能な第1の空気流通路と、凸部の下側から下室内に流出
入可能な第2の空気流通路とを設けた構成としてある。
かかる構成により、エアコンプレッサの空気をシリンダ
部の第1の空気流通路から流入して、中室内を所定圧力
に保つことにより、押圧体の下降力を粗く調整すること
ができる。そして、空気を第2の空気流通路を介して小
径の室下部の凸部の下側から下室内に流入し、下室内を
所定圧力に保つことで、押圧体の下降力即ち被研磨物へ
の押圧体による押圧力を微調整することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the piston device of the polishing apparatus according to the first or second aspect, a convex portion on which the lower surface of the sub-piston portion can be mounted is provided below the small diameter chamber. The pressure control unit is an air compressor, and a first air flow passage through which air from the air compressor can flow into and out of the inner chamber and a second air flow through which air can flow out of the lower part into the lower chamber through the cylinder unit. And a road.
With this configuration, the air from the air compressor flows in from the first air flow passage of the cylinder section, and the lowering force of the pressing body can be roughly adjusted by maintaining the inner chamber at a predetermined pressure. Then, the air flows into the lower chamber from the lower side of the small-diameter chamber lower convex portion through the second air flow passage, and the lower chamber is maintained at a predetermined pressure, so that the lowering force of the pressing body, that is, the polishing object The pressing force of the pressing body can be finely adjusted.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1は、この発明の一実
施形態に係るピストン装置が適用された研磨装置の概略
正面図である。なお、図8に示した部材と同一部材につ
いては同一符号を付して説明する。この図1において、
符号1が研磨装置としての両面ラッピング装置であり、
符号2がピストン装置である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic front view of a polishing apparatus to which a piston device according to an embodiment of the present invention is applied. The same members as those shown in FIG. 8 will be described with the same reference numerals. In this FIG.
Reference numeral 1 denotes a double-sided lapping device as a polishing device,
Reference numeral 2 denotes a piston device.

【0009】両面ラッピング装置1は、筐体140の上
面に下定盤120を有している。この下定盤120の中
心部には、図示しない中心孔が穿設されており、その中
心孔を通る図示しない軸の上端に、サンギア141が取
り付けられ、その上にドライバ142が回転自在に取り
付けられている。また、下定盤120の外側には、イン
タナルギア143が配置されている。このようなサンギ
ア141及びインタナルギア143は、下定盤120上
に載置され且つウエハ200(被研磨物)を保持するキ
ャリア121に噛み合うようになっている。そして、こ
の下定盤120の上方に、後述する装置本体3が配置さ
れ、上定盤110(押圧体)がインナプレート111,
スタッド112,吊り板113を介してこの装置本体3
に連結されている。上定盤110とスタッド112との
中心部には、孔110aが穿設されており、上定盤11
0が下降すると、孔110aを貫通したドライバ142
の縦溝142aがスタッド112上のドライバフック1
14に係合するようになっている。
The double-sided lapping apparatus 1 has a lower surface plate 120 on the upper surface of a housing 140. A center hole (not shown) is formed in the center of the lower stool 120, and a sun gear 141 is mounted on an upper end of a shaft (not shown) passing through the center hole, and a driver 142 is rotatably mounted on the sun gear 141. ing. An internal gear 143 is arranged outside the lower stool 120. The sun gear 141 and the internal gear 143 are placed on the lower platen 120 and mesh with the carrier 121 that holds the wafer 200 (the object to be polished). Above the lower platen 120, an apparatus main body 3 described later is arranged, and the upper platen 110 (pressing body) is
This device main body 3 is connected via a stud 112 and a suspension plate 113.
It is connected to. A hole 110a is formed in the center between the upper platen 110 and the stud 112, and the upper platen 11
When 0 drops, the driver 142 that has passed through the hole 110a
Of the driver hook 1 on the stud 112
14.

【0010】このような上定盤110を昇降させる装置
本体3は、両面ラッピング装置1のアーム150上に固
定されており、エアコンプレッサ4と共にピストン装置
2を構成する。
The apparatus main body 3 for raising and lowering the upper platen 110 is fixed on the arm 150 of the double-sided lapping apparatus 1 and constitutes the piston apparatus 2 together with the air compressor 4.

【0011】図2は、装置本体3の構造を具体的に示す
断面図である。図2に示すように、装置本体3は、シリ
ンダ部20と、このシリンダ部20の下部を貫通するピ
ストンロッド31を有したメインピストン部30と、ピ
ストンロッド31に嵌められたサブピストン部32とで
構成されている。シリンダ部20は、円筒状の側板21
の上,下端に、円板状の天板22,底板24をそれぞれ
気密に固着して形成した。側板21は、大径な室Aを形
成し、天板22は、空気を室Aに上方から流出入させる
空気流通路23を有し、底板24は、空気を室Aに下方
から流出入させる空気流通路25(第1の空気流通路)
を有している。さらに、底板24は、室Aと連通した小
径の室Bを有している。この室Bの上部にはストッパ2
6が突設され、下部には、段状の座部27(凸部)が設
けられている。また、底板24の下面には、取付部24
aが突設されており、この取付部24aがアーム150
に穿設された段状の孔150aに嵌め込まれている。そ
して、この座部27の下側には、空気を室Bに下方から
流出入させる空気流通路28(第2の空気流通路)が穿
設されている。
FIG. 2 is a sectional view specifically showing the structure of the apparatus main body 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 2, the apparatus main body 3 includes a cylinder part 20, a main piston part 30 having a piston rod 31 penetrating a lower part of the cylinder part 20, and a sub-piston part 32 fitted on the piston rod 31. It is composed of The cylinder section 20 includes a cylindrical side plate 21.
A disk-shaped top plate 22 and a bottom plate 24 are hermetically fixed to the upper and lower ends, respectively. The side plate 21 forms a large-diameter chamber A, the top plate 22 has an air flow passage 23 that allows air to flow into and out of the chamber A from above, and the bottom plate 24 allows air to flow into and out of the chamber A from below. Air flow passage 25 (first air flow passage)
have. Further, the bottom plate 24 has a small-diameter chamber B communicating with the chamber A. In the upper part of this chamber B, a stopper 2
6, and a stepped seat 27 (projection) is provided at the lower part. Also, on the lower surface of the bottom plate 24, a mounting portion 24 is provided.
a is protruded, and the mounting portion 24 a
Is fitted into a stepped hole 150a formed in the hole. An air flow passage 28 (a second air flow passage) through which air flows into and out of the chamber B from below is bored below the seat 27.

【0012】メインピストン部30は、室A内に上下動
自在に収納された円板体であり、このメインピストン部
30と側板21との間は気密になっている。これによ
り、メインピストン部30が室Aを上室Cと中室Dとに
画成している。ピストンロッド31は、メインピストン
部30の下面中心から垂下し、底板24を貫通する孔2
4bを通ってアーム150の下側に延出している。そし
て、図1に示すように、このピストンロッド31の下端
に、上定盤110が吊り板113などを介して連結され
ている。また、このピストンロッド31と取付部24a
との間には、ボールブッシュ29が設けられており、こ
れにより、ピストンロッド31の円滑な上下動とピスト
ンロッド31と取付部24aとの間の気密性が担保され
ている。
The main piston section 30 is a disc body housed in the chamber A so as to be vertically movable, and the space between the main piston section 30 and the side plate 21 is airtight. Thus, the main piston section 30 defines the chamber A into the upper chamber C and the middle chamber D. The piston rod 31 hangs down from the center of the lower surface of the main piston portion 30 and has a hole 2 penetrating through the bottom plate 24.
4b and extends below the arm 150. As shown in FIG. 1, an upper surface plate 110 is connected to a lower end of the piston rod 31 via a suspension plate 113 or the like. The piston rod 31 and the mounting portion 24a
A ball bush 29 is provided between the piston rod 31 and the shaft bushing 29, whereby smooth vertical movement of the piston rod 31 and airtightness between the piston rod 31 and the mounting portion 24a are ensured.

【0013】サブピストン部32は、ピストンロッド3
1に上下動自在に嵌め込まれた状態で室B内に収納され
ている。サブピストン部32の下部には、ストッパ26
と係合可能な幅広のフランジ33が形成されており、こ
のフランジ33が座部27上に着座するようになってい
る。また、フランジ33と底板24との間は気密になっ
ており、フランジ33の下側に下室Eを画成している。
[0013] The sub-piston portion 32 includes a piston rod 3
1 is housed in the room B in a state of being fitted up and down freely. At the lower part of the sub-piston part 32, a stopper 26
A wide flange 33 is formed which can be engaged with the seat 27. The flange 33 is seated on the seat 27. The space between the flange 33 and the bottom plate 24 is airtight, and a lower chamber E is defined below the flange 33.

【0014】一方、図1に示したエアコンプレッサ4
は、上記装置本体3の内部圧力を弁調整によって制御す
るものであり、このエアコンプレッサ4から引き出され
たチューブ41,42,43が、図2に示すように、上
室Cへの空気流通路23,中室Dへの空気流通路25,
下室Eへの空気流通路28にそれぞれ連結されている。
これにより、エアコンプレッサ4が、上室C内の圧力を
チューブ41及び空気流通路23を介して制御すること
ができると共に、中室D内の圧力をチューブ42及び空
気流通路25を介して制御することができ、さらに、下
室E内の圧力をチューブ43及び空気流通路28を介し
て制御することができるようになっている。
On the other hand, the air compressor 4 shown in FIG.
Is for controlling the internal pressure of the apparatus main body 3 by valve adjustment. The tubes 41, 42, 43 drawn from the air compressor 4 are connected to an air flow passage to the upper chamber C as shown in FIG. 23, an air flow passage 25 to the middle chamber D,
Each is connected to an air flow passage 28 to the lower chamber E.
Thereby, the air compressor 4 can control the pressure in the upper chamber C via the tube 41 and the air flow passage 23 and control the pressure in the middle chamber D via the tube 42 and the air flow passage 25. Further, the pressure in the lower chamber E can be controlled through the tube 43 and the air flow passage 28.

【0015】次に、この実施形態に係る研磨装置のピス
トン装置が示す動作の一例について説明する。なお、理
解を容易にするため、ここでは図1に示す上定盤11
0,スタッド112,吊り板113,ドライバフック1
14などで構成される機具の総重量が1500kgであ
るとし、図2に示す装置本体3のメインピストン部30
の被圧面積が432平方センチメートルであり、フラン
ジ33を含むサブピストン部32の下面の被圧面積が5
0平方センチメートルであるとして、動作を説明する。
Next, an example of the operation of the piston device of the polishing apparatus according to this embodiment will be described. In order to facilitate understanding, the upper surface plate 11 shown in FIG.
0, stud 112, suspension plate 113, driver hook 1
14 is assumed to have a total weight of 1500 kg, and the main piston 30 of the apparatus main body 3 shown in FIG.
Is 432 square centimeters, and the pressure-receiving area of the lower surface of the sub-piston portion 32 including the flange 33 is 5 cm.
The operation will be described assuming that it is 0 square centimeter.

【0016】上定盤110を上昇させる場合には、図3
に示すように、空気をエアコンプレッサ4からチューブ
42及び空気流通路25を介して中室D内に供給し、中
室D内の圧力P1を3.5kg/平方センチメートル以
上に保持する。すると、メインピストン部30の被圧面
積が432平方センチメートルであることから、151
2kg以上の上方力F1がメインピストン部30を介し
てピストンロッド31に作用し、上定盤110を含む総
重量1500kgの機具が12kg以上の力Fで引き上
げられる。この状態で、下定盤120において、サンギ
ア141とインタナルギア143とに噛み合っているキ
ャリア121の図示しない孔内に未研磨のウエハ200
をセットする。
When the upper stool 110 is raised, FIG.
As shown in (2), air is supplied from the air compressor 4 into the middle chamber D via the tube 42 and the air flow passage 25, and the pressure P1 in the middle chamber D is maintained at 3.5 kg / cm 2 or more. Then, since the pressure area of the main piston portion 30 is 432 square centimeters, 151
An upward force F1 of 2 kg or more acts on the piston rod 31 via the main piston portion 30, and a tool having a total weight of 1500 kg including the upper stool 110 is pulled up with a force F of 12 kg or more. In this state, the unpolished wafer 200 is placed in a hole (not shown) of the carrier 121 meshed with the sun gear 141 and the internal gear 143 on the lower platen 120.
Is set.

【0017】ウエハ200のセット終了後、図4に示す
ように、中室D内の圧力P1が3kg/平方センチメー
トルになるように制御すると共に、空気をエアコンプレ
ッサ4からチューブ43及び空気流通路28を介して下
室E内に供給し、下室E内の圧力P2を4kg/平方セ
ンチメートルに保持する。すると、ピストンロッド31
への上方力F1が1296kgとなり、上定盤110が
204kgの力Fで下降する。また、サブピストン部3
2は、下室E内の圧力P2によって室B内を上昇し、そ
のフランジ33と室B上部のストッパ26との係合によ
って静止する。したがって、この状態では、サブピスト
ン部32の上方力F2はメインピストン部30に作用せ
ず、上定盤110は204kgの力Fで下降し続ける。
After the setting of the wafer 200, as shown in FIG. 4, the pressure P1 in the intermediate chamber D is controlled to be 3 kg / cm 2, and the air is supplied from the air compressor 4 to the tube 43 and the air flow passage 28. The pressure P2 in the lower chamber E is maintained at 4 kg / cm 2. Then, the piston rod 31
The upper upward force F1 becomes 1296 kg, and the upper stool 110 descends with a 204 kg force F. Also, the sub piston 3
2 rises in the chamber B by the pressure P2 in the lower chamber E, and is stopped by engagement of the flange 33 with the stopper 26 on the upper part of the chamber B. Therefore, in this state, the upward force F2 of the sub-piston portion 32 does not act on the main piston portion 30, and the upper stool 110 continues to descend at a force F of 204 kg.

【0018】そして、図5の(a)に示すように、メイ
ンピストン部30が204kgの力Fで下降し、サブピ
ストン部32の上面に当接すると、下室E内の圧力P2
による200kgの上方力F2がメインピストン部30
に作用し始める。このとき、図5の(b)に示すよう
に、上定盤110は、表面に凹凸200aを有したウエ
ハ200の近傍まで下降しており、この位置からは、上
定盤110がほぼ4kgの力Fでゆっくり下降する。
As shown in FIG. 5A, when the main piston 30 descends with a force F of 204 kg and comes into contact with the upper surface of the sub-piston 32, the pressure P2 in the lower chamber E is reduced.
200 kg upward force F2 by the main piston part 30
Begin to act on. At this time, as shown in FIG. 5B, the upper stool 110 has been lowered to the vicinity of the wafer 200 having the unevenness 200a on the surface, and from this position, the upper stool 110 weighs approximately 4 kg. It descends slowly with force F.

【0019】そして、図6の(a)に示すように、上定
盤110がウエハ200上に完全に載ると、上定盤11
0の押圧力がウエハ200の凹凸200aに集中する。
しかし、上定盤110の押圧力は、上記したようにほぼ
4kgという小さな力Fに調整されているので、ウエハ
200がこの力Fによって割れることはない。この状態
で、下定盤120とサンギア141とインタナルギア1
43とを同方向に回転させると共に、ドライバ142を
サンギア141と逆方向に回転させると、サンギア14
1とインタナルギア143とに噛み合ったキャリア12
1がサンギア141と逆方向に自転しながらサンギア1
41の周りをインタナルギア143と同方向に公転す
る。このとき、ドライバ142とドライバフック114
との係合によって、上定盤110がドライバ142と一
体に回転するので、上定盤110と下定盤120とが互
いに逆方向に回転し、ウエハ200の両面がこれらの定
盤によって研磨される。
As shown in FIG. 6A, when the upper platen 110 is completely mounted on the wafer 200, the upper platen 11
The pressing force of 0 concentrates on the unevenness 200 a of the wafer 200.
However, since the pressing force of the upper platen 110 is adjusted to a small force F of about 4 kg as described above, the wafer 200 is not broken by the force F. In this state, the lower platen 120, the sun gear 141 and the internal gear 1
43 in the same direction and the driver 142 in the opposite direction to the sun gear 141, the sun gear 14
1 and the carrier 12 meshed with the internal gear 143
The sun gear 1 rotates while rotating in the opposite direction to the sun gear 141.
Revolving around 41 in the same direction as the internal gear 143. At this time, the driver 142 and the driver hook 114
The upper platen 110 rotates integrally with the driver 142 by the engagement with the upper platen 110. Therefore, the upper platen 110 and the lower platen 120 rotate in directions opposite to each other, and both surfaces of the wafer 200 are polished by these platens. .

【0020】そして、ウエハ200両面の凹凸200a
が研磨され、ウエハ200の両面がほぼ平坦になった時
点で、ウエハ200の本研磨動作に移行する。すなわ
ち、中室D内の圧力P1を減少させ、上定盤110の押
圧力Fが1000kgになった時点で、その圧力P1を
保持することで、ウエハ200の両面ラッピングを行
う。ウエハ200の両面ラッピングが終了した場合に
は、図3に示したように、中室D内の圧力P1を3.5
kg以上に増加させて、上定盤110を上昇させ、既研
磨のウエハ200をキャリア121から取り出した後、
再度未研磨のウエハ200をキャリア121にセットす
る。以後、同様の動作を行う。
Then, irregularities 200a on both sides of the wafer 200
When the wafer 200 is polished and both surfaces of the wafer 200 become substantially flat, the operation shifts to the main polishing operation of the wafer 200. That is, the pressure P1 in the middle chamber D is reduced, and when the pressing force F of the upper stool 110 becomes 1000 kg, the pressure P1 is maintained to perform double-sided lapping of the wafer 200. When the double-sided lapping of the wafer 200 is completed, the pressure P1 in the middle chamber D is increased to 3.5 as shown in FIG.
kg, the upper platen 110 is raised, and the polished wafer 200 is taken out from the carrier 121.
The unpolished wafer 200 is set on the carrier 121 again. Thereafter, the same operation is performed.

【0021】このように、この実施形態のピストン装置
2によれば、ウエハ200に凹凸200aがある状態で
は、ウエハ200をほぼ4kgという小さな力Fで押圧
しながら研磨することができるので、この押圧によって
ウエハ200が破損されることはない。
As described above, according to the piston device 2 of this embodiment, when the wafer 200 has the unevenness 200a, the wafer 200 can be polished while being pressed with a small force F of approximately 4 kg. The wafer 200 is not damaged.

【0022】なお、この発明は、上記実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形や変更が可能である。例えば、上記実施形態では、
理解を容易にするため、上定盤110を含む機具の総重
量が1500kgであるとし、メインピストン部30の
被圧面積が432平方センチメートルであり、サブピス
トン部32の下面の被圧面積が50平方センチメートル
であるとして、動作を説明したが、これに限るものでは
なく、上定盤110を含む機具の総重量の大きさに応じ
て、メインピストン部30の被圧面積とサブピストン部
32の被圧面積とを自由に設定することができることは
もちろんである。また、本研磨動作時に、中室D内の圧
力P1を減少させて、上定盤110の押圧力Fを制御し
たが、上室C内の圧力を増加させると共に中室D内の圧
力を減少させて上定盤110の押圧力Fを制御するよう
にしても良い。また、上記実施形態のピストン装置で
は、両面ラッピング装置に適用した例を示したが、被研
磨物を加圧盤(ヘッド)で下定盤に押圧して被研磨物の
下面を研磨する片面ラッピング装置などにも適用するこ
とができる。この場合には、装置本体3のピストンロッ
ド31の下端を片面ラッピング装置の加圧盤に連結す
る。また、上記のごときラッピング装置だけでなく、ポ
リッシング装置にも適用することができることは勿論で
ある。また、上記実施形態では、シリンダ部20内のメ
インピストン部30やサブピストン部32を空気圧で上
下動させるようにしたが、他の気体の圧力や油等の液体
の圧力でこれらを上下動させる構成とすることもでき
る。さらに、上記実施形態では、フランジ33をサブピ
ストン部32の側面に突設させただけの構成としたが、
図7に示すように、サブピストン部32の下面に突出部
34を設けることで、フランジ33の破損を防止するこ
とができる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications and changes can be made within the scope of the invention. For example, in the above embodiment,
For ease of understanding, it is assumed that the total weight of the tool including the upper stool 110 is 1500 kg, the pressure area of the main piston part 30 is 432 square centimeters, and the pressure area of the lower surface of the sub piston part 32 is 50 square centimeters. However, the operation is not limited to this, and the pressure-receiving area of the main piston portion 30 and the pressure-receiving portion of the sub-piston portion 32 depend on the total weight of the tool including the upper platen 110. Of course, the area can be freely set. In addition, during the main polishing operation, the pressure P1 in the middle chamber D is reduced to control the pressing force F of the upper stool 110. However, the pressure in the middle chamber D is reduced while the pressure in the upper chamber C is increased. Thus, the pressing force F of the upper stool 110 may be controlled. Further, in the piston device of the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a double-sided lapping device has been described. However, a single-sided lapping device that polishes the lower surface of the polished object by pressing the polished object against a lower platen with a pressure plate (head), Can also be applied. In this case, the lower end of the piston rod 31 of the apparatus main body 3 is connected to the pressure plate of the single-sided lapping apparatus. Further, it is needless to say that the present invention can be applied to not only the lapping apparatus as described above but also a polishing apparatus. In the above embodiment, the main piston 30 and the sub-piston 32 in the cylinder 20 are moved up and down by air pressure. However, these are moved up and down by the pressure of another gas or the pressure of a liquid such as oil. It can also be configured. Furthermore, in the above-described embodiment, the flange 33 is configured to only protrude from the side surface of the sub-piston portion 32.
As shown in FIG. 7, by providing the protruding portion 34 on the lower surface of the sub-piston portion 32, damage to the flange 33 can be prevented.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上詳しく説明したように、この発明に
係る研磨装置のピストン装置によれば、下室内の圧力調
整によって被研磨物への押圧力を調整することができる
ので、被研磨物を小さな押圧力で加圧することができ、
この結果、シリコンウエハのように表面に凹凸がある被
研磨物に対しても、破損させることなく、押圧すること
ができるという優れた効果がある。
As described above in detail, according to the piston device of the polishing apparatus according to the present invention, the pressing force on the workpiece can be adjusted by adjusting the pressure in the lower chamber. Can be pressurized with a small pressing force,
As a result, there is an excellent effect that the object to be polished, such as a silicon wafer, having an uneven surface can be pressed without being damaged.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施形態に係るピストン装置が適
用された研磨装置の概略正面図である。
FIG. 1 is a schematic front view of a polishing apparatus to which a piston device according to an embodiment of the present invention is applied.

【図2】装置本体の構造を具体的に示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view specifically showing the structure of the apparatus main body.

【図3】上定盤の上昇動作を示す正面図である。FIG. 3 is a front view showing a raising operation of an upper stool.

【図4】上定盤の下降動作を示す正面図である。FIG. 4 is a front view showing the lowering operation of the upper stool.

【図5】上定盤の下降力が減少し始める時点を示す正面
図であり、図5の(a)はメインピストン部とサブピス
トン部の当接状態を示し、図5の(b)はメインピスト
ン部とサブピストン部の当接時における上定盤とウエハ
との間隔を示す。
5A and 5B are front views showing a time point at which the lowering force of the upper stool starts to decrease, FIG. 5A shows a contact state between a main piston portion and a sub piston portion, and FIG. 3 shows the distance between the upper surface plate and the wafer when the main piston portion and the sub piston portion are in contact with each other.

【図6】上定盤の押圧力の減少時における動作を示す正
面図であり、図6の(a)は上定盤がウエハを押圧して
いる状態を示し、図6の(b)は上定盤がウエハの凹凸
に接触している状態を示す。
FIGS. 6A and 6B are front views showing an operation when the pressing force of the upper stool is reduced, wherein FIG. 6A shows a state in which the upper stool is pressing a wafer, and FIG. The upper platen is in contact with the irregularities of the wafer.

【図7】サブピストン部の変形例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a modification of the sub-piston portion.

【図8】従来例に係る研磨装置のピストン装置を示す断
面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a piston device of a polishing apparatus according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・両面ラッピング装置、 2・・・ピストン装
置、 3・・・装置本体、 4・・・エアコンプレッ
サ、 20・・・シリンダ部、 23,25,28・・
・空気流通路、 26・・・ストッパ、 27・・・座
部、 30・・・メインピストン部、 31・・・ピス
トンロッド、 32・・・サブピストン部、33・・・
フランジ、 110・・・上定盤、 120・・・下定
盤、 200・・・ウエハ、 C・・・上室、 D・・
・中室、 E・・・下室。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Double-sided lapping device, 2 ... Piston device, 3 ... Device main body, 4 ... Air compressor, 20 ... Cylinder part, 23, 25, 28 ...
・ Air flow passage, 26 ・ ・ ・ Stopper, 27 ・ ・ ・ Seat, 30 ・ ・ ・ Main piston, 31 ・ ・ ・ Piston rod, 32 ・ ・ ・ Sub piston, 33 ・ ・ ・
Flange, 110: Upper platen, 120: Lower platen, 200: Wafer, C: Upper chamber, D ...
-Middle room, E ... Lower room.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上部及び下部に連通した大径及び小径の
室を有し、被研磨物が載置された下定盤の上方に位置す
るシリンダ部と、 上記被研磨物を上記下定盤側に押圧するための押圧体が
下端に連結されたピストンロッドを下側に有し、上記大
径の室内に上下動自在に収納されて、上側と下側とに上
室と中室とを画成するメインピストン部と、 上記ピストンロッドに上下動自在に嵌め込まれた状態
で、上記小径の室内に収納され、その下側に下室を画成
するサブピストン部と、 上記上室,中室,下室内を所定圧力にする圧力制御部
と、 を具備することを特徴とする研磨装置のピストン装置。
1. A cylinder section having a large-diameter and a small-diameter chamber communicating with an upper portion and a lower portion, and a cylinder portion located above a lower platen on which an object to be polished is mounted; A pressing body for pressing has a piston rod connected to a lower end on a lower side, and is housed in the large-diameter chamber so as to be vertically movable, and defines an upper chamber and a middle chamber on the upper and lower sides. A sub-piston portion which is housed in the small-diameter chamber while being fitted to the piston rod so as to be vertically movable, and defines a lower chamber below the sub-piston section; A pressure control unit that controls the lower chamber to a predetermined pressure.
【請求項2】 請求項1に記載の研磨装置のピストン装
置において、 上記小径の室内の上部にストッパを設け、 上記サブピストン部の下部に、上記ストッパと係合可能
な幅広のフランジを設けた、 ことを特徴とする研磨装置のピストン装置。
2. The piston device of the polishing apparatus according to claim 1, wherein a stopper is provided in an upper portion of the small-diameter chamber, and a wide flange which can be engaged with the stopper is provided in a lower portion of the sub-piston portion. A piston device of a polishing device, characterized in that:
【請求項3】 請求項1または請求項2に記載の研磨装
置のピストン装置において、 上記小径の室の下部に、上記サブピストン部の下面が載
置可能な凸部を設けると共に、上記圧力制御部をエアコ
ンプレッサとし、 上記シリンダ部に、上記エアコンプレッサの空気を上記
中室内に流出入可能な第1の空気流通路と、上記凸部の
下側から上記下室内に流出入可能な第2の空気流通路と
を設けた、 ことを特徴とする研磨装置のピストン装置。
3. The piston device of the polishing apparatus according to claim 1, wherein a convex portion on which a lower surface of the sub-piston portion can be mounted is provided below the small-diameter chamber, and the pressure control is performed. A first air flow passage through which air from the air compressor can flow into and out of the inner chamber, and a second air flow passage that can flow into and out of the lower chamber from below the projection. A piston device for a polishing apparatus, comprising: an air flow passage;
JP31279596A 1996-11-08 1996-11-08 Piston device for polishing device Withdrawn JPH10138121A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31279596A JPH10138121A (en) 1996-11-08 1996-11-08 Piston device for polishing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31279596A JPH10138121A (en) 1996-11-08 1996-11-08 Piston device for polishing device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10138121A true JPH10138121A (en) 1998-05-26

Family

ID=18033502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31279596A Withdrawn JPH10138121A (en) 1996-11-08 1996-11-08 Piston device for polishing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10138121A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100308212B1 (en) * 1999-06-29 2001-11-01 윤종용 Air supplying apparatus of semiconductor CMP facility
CN110871386A (en) * 2019-12-02 2020-03-10 方坤棉 Surface treatment processing machinery after air condition compressor accessory shaping
CN111390726A (en) * 2020-03-30 2020-07-10 大同新成新材料股份有限公司 Polishing and cutting machine for inner and outer cambered surfaces of pantograph carbon sliding plate and operation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100308212B1 (en) * 1999-06-29 2001-11-01 윤종용 Air supplying apparatus of semiconductor CMP facility
CN110871386A (en) * 2019-12-02 2020-03-10 方坤棉 Surface treatment processing machinery after air condition compressor accessory shaping
CN111390726A (en) * 2020-03-30 2020-07-10 大同新成新材料股份有限公司 Polishing and cutting machine for inner and outer cambered surfaces of pantograph carbon sliding plate and operation method thereof
CN111390726B (en) * 2020-03-30 2021-06-25 大同新成新材料股份有限公司 Polishing and cutting machine for inner and outer cambered surfaces of pantograph carbon sliding plate and operation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7448940B2 (en) Polishing apparatus and polishing method
US6852019B2 (en) Substrate holding apparatus
US4811522A (en) Counterbalanced polishing apparatus
KR101512427B1 (en) Dressing apparatus, dressing method, and polishing apparatus
EP1101566B1 (en) Workpiece carrier and polishing apparatus having workpiece carrier
KR101679131B1 (en) Wafer's final polishing apparatus and final polishing method by it
US20030181153A1 (en) Polishing head with a floating knife-edge
JP4107835B2 (en) Substrate holding device and polishing device
JP2002144218A (en) Polishing device
JPH10138121A (en) Piston device for polishing device
JP5647923B2 (en) Double-side polishing equipment
JP2887197B2 (en) Rotary substrate cleaning equipment
JP3998781B2 (en) Wafer pressurization method
JP2001088012A (en) Polishing device
JP3007237U (en) Upper polishing body in double-sided polishing machine
TW201901778A (en) Polishing apparatus and polishing method
KR20060017627A (en) Polishing apparatus, semiconductor device manufacturing method using the same, and semiconductor device manufactured by this method
JP2000006005A (en) Double side polishing device
JP2024013432A (en) polishing equipment
WO2006030798A1 (en) Vibration isolation table device
JP2593054B2 (en) Polishing equipment
JP2000233352A (en) Method and apparatus for polishing seal edge of glass funnel
JP2001277098A (en) Polishing apparatus and polishing method
JP2003282505A (en) Wafer polishing equipment
KR20250034889A (en) Polishing head, polishing apparatus and polishing method

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20040203