JP2002120143A - 平面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体を支持媒体とする吊支用シリンダーによ
って上定盤を、ワークに均等な加工荷重を作用させ得る
ように支持する。 【解決手段】 昇降機構１８に取り付けた定盤吊り２５
と上定盤１１との間に、該上定盤１１の中心軸線の回り
に等角度間隔で位置する複数の吊支用のシリンダー３０
を介設し、これらのシリンダー３０の相互に連通する支
持室３６内に封入した流体を支持媒体として上定盤１１
を吊支することにより、該上定盤１１による加工荷重が
ワーク１６に均一に加わるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや磁
気ディスク基板のようなワークを上下の定盤間に挟んで
研磨する平面研磨装置に関するものであり、更に詳しく
は、上定盤を流体を利用した支持方式によってワークに
均等な加工荷重が加えられるように支持した平面研磨装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハや磁気ディスク基板のよう
なワークを上定盤と下定盤の間に挟んで研磨する平面研
磨装置は、例えばラッピングマシンやポリッシングマシ
ン等で代表されるように、従来より良く知られている。
このような平面研磨装置は、上定盤でワークに加工荷重
を加えるようになっていて、その荷重方式も、昇降自在
に吊支された上定盤の自重を利用して加工荷重を作用さ
せる逆圧方式と、加圧用シリンダー等で上定盤を下向き
に加圧することによって加工荷重を加える加圧方式とが
ある。

【０００３】ところで、このような平面研磨装置におい
ては、一般に、ワークに均等な加工荷重を加えるために
は、上定盤を均等な押圧力で下定盤に押し付けられるよ
うになっていることが必要であり、押圧力が均等でない
場合にはワークに加工荷重を均等に加えることができ
ず、精度の高い研磨を行うことができない。

【０００４】このような問題を解決するため、特開平１
１−７７５１３号公報には、昇降用シリンダーのロッド
に連結された回転板と上定盤との間に、均等に分布させ
た複数の連結ロッドを回転板に対しては昇降自在なるよ
うに取り付け、各連結ロッドの上端と回転板の上面との
間にそれぞれコイルばねを装着することにより、これら
のコイルばねの弾性力で上定盤の全面を均等に吊り下げ
支持するようにしたものが開示されている。

【０００５】ところが、このようなコイルばねの弾発力
を利用する吊り下げ方式では、複数のコイルばねの弾発
力を均等に調整するのが極めて難しく、ばねのへたり等
も生じ易いため、上定盤の全面を均等に吊り下げ支持す
るのは困難である。しかも、上定盤が駆動されて回転す
る場合には、その回転力が上記支持用の連結ロッドを介
して回転板に伝達されるため、該連結ロッドと回転板と
の接触圧の増大や傾斜によるこじり等が生じてそれらが
支持精度に悪影響を与え易い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、流体を支持媒体として上定盤を吊支することによ
り、該上定盤全体を均等な支持力で支持することができ
ると共に、下定盤に対して全面を均等な力で押し付ける
ことができるようにし、これによってワークに均等な加
工荷重を加えて高精度の研磨を行い得るようにした平面
研磨装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明によれば、ワークを両側から挟んで研磨する上定
盤及び下定盤と、上記上定盤を昇降させるための昇降機
構と、該昇降機構に取り付けられた定盤吊りと、この定
盤吊りと上定盤との間に該上定盤の略中心軸線の回りに
所要の間隔を置いて介設され、流体を支持媒体として上
定盤を支持する複数の支持機構と、を有することを特徴
とする平面研磨装置が提供される。

【０００８】上記構成を有する本発明の平面研磨装置に
よれば、定盤吊りと上定盤との間に複数の支持機構を取
り付け、流体を支持媒体として上定盤を支持するように
したので、上定盤全体を均等な支持力で支持することが
できると共に、下定盤の微小な傾きに対しても該上定盤
を確実に追随させて全体として均等な力で押し付けるこ
とができ、これにより、ワークに加工荷重を均等に加え
て高精度の研磨を行うことができる。

【０００９】本発明の具体的な実施形態によれば、上記
各支持機構が流体圧シリンダーからなっていて、この吊
支用のシリンダーが、中空のシリンダーボディと、この
シリンダーボディの内部に収容されたピストンと、この
ピストンに連結されたピストンロッドと、上記ピストン
の一側に区画された支持室とを有していて、この支持室
内に上記流体が充填され、上記シリンダーボディ及びピ
ストンロッドの何れか一方が定盤吊りに連結されると共
に、他方が上定盤に連結されている。

【００１０】上記各吊支用シリンダーの支持室は相互に
連通していることが望ましく、その場合、各支持室を定
盤吊りの略中央部に位置する中継箱を介して相互に連通
させ、この中継箱を、流体圧力を一定に保つためのレギ
ュレーターを介して圧力流体源に接続することが望まし
い。しかし、各吊支用シリンダーの支持室を、それぞれ
レギュレーターを介して流体源に接続することもでき
る。

【００１１】本発明においては、上記複数の吊支用シリ
ンダーのうち少なくとも一部に加圧室を設け、この加圧
室を圧力流体源に接続することにより、上定盤を加圧し
てワークに加工荷重を加えるように構成することもでき
る。

【００１２】あるいは、上記定盤吊りと上定盤との間
に、上記複数の吊支用シリンダーとは別に加圧用シリン
ダーを設けても良い。

【００１３】本発明の他の実施形態によれば、上記上定
盤が駆動回転自在となっていて、該上定盤と上記定盤吊
りとの間に、上定盤の回転力を定盤吊りに伝えてこれら
の上定盤と定盤吊りとを一体的に回転させるための結合
機構が設けられている。

【００１４】一つの具体例によれば、上記結合機構が吊
支用シリンダーとは別に設けられていて、上定盤の落下
を防止するための安全手段を兼用し、定盤吊りに上端部
を固定されて下向きに延びる中空のスリーブと、上定盤
に下端部を固定されて上記スリーブ内を上向きに延び、
上端部が上記定盤吊りに上下方向の自由度を持って係合
するシャフトと、上記スリーブの内面とシャフトの外面
との間に介設されたベアリング手段とを有することが望
ましい。

【００１５】他の具体例では、上記吊支用シリンダーの
シリンダーボディ及びピストンロッドが、それぞれ連結
部材を介して定盤吊り及び上定盤の一方に連結され、こ
れらの連結部材同士か又はピストンロッド側の連結部材
とシリンダボディとが、鉛直方向には相対的に変移自在
であるが上定盤の回転時には相互に係合し合うように関
係付けられることにより、上記結合機構が吊支用シリン
ダーに組み込まれている。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１には本発明に係る平面研磨装
置の第１実施例が示されている。この第１実施例の研磨
装置１Ａは、４ウエイ式の両面研磨装置であって、機体
１０に同軸状かつ回転自在なるように設けられた上定盤
１１、下定盤１２、内歯歯車１３、及び太陽歯車１４
と、これら両歯車１３，１４に噛合して中央の太陽歯車
１４の回りを公転しながら自転する複数のキャリヤ１５
とを有し、各キャリヤ１５のワーク保持孔内に保持され
たワーク１６を、上下の定盤１１，１２で両側から挟持
して研磨するものである。

【００１７】上記両定盤１１，１２及び両歯車１３，１
４は、それらの中央部に同軸状に配設された駆動軸１１
ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａを介して図示しない駆動源
に接続され、この駆動源によってそれぞれ所要の回転速
度で所要の回転方向に駆動回転されるようになってい
る。このうち下定盤１２と内歯歯車１３及び太陽歯車１
４は、それぞれが各駆動軸１２ａ，１３ａ，１４ａに直
接連結されているが、上定盤１１は、昇降機構１８によ
って昇降自在なるように支持され、研磨時にワーク１６
に近接する位置まで下降したとき、該上定盤１１に設け
たフック１９が上記駆動軸１１ａの上端のドライバー１
１ｂの溝に係合し、このドライバー１１ｂを介して駆動
されるようになっている。

【００１８】上記昇降機構１８は、機体１０に縦向きに
取り付けられた昇降用シリンダー２２と、この昇降用シ
リンダー２２から下向きに延びるロッド２２ａと、この
ロッド２２ａの下端に取り付けられた荷重調整用の補助
シリンダー２３と、この補助シリンダー２３のロッド２
３ａに調芯機構２４を介して水平に取り付けられた円板
形の定盤吊り２５とを有していて、この定盤吊り２５に
上記上定盤１１が、流体を支持媒体とする複数の支持機
構２６で吊り下げ状態に支持されている。

【００１９】上記支持機構２６は、ワーク１６の研磨時
に上定盤１１による加工荷重が各ワーク１６に均等に加
わるように、該上定盤１１を全体として均等な支持力で
吊支するためのもので、図２から明らかなように、該上
定盤１１の中心軸線の回りに実質的に等角度間隔で位置
する流体圧シリンダー３０で構成されている。図示の例
では５個のシリンダー３０が設置されているが、このシ
リンダーの数は４個以下であっても、６個以上であって
も良い。

【００２０】上記吊支用のシリンダー３０は、図３〜図
５に示すように、その内部に封入した流体３１を支持媒
体として上定盤１１を支持するもので、鉛直に配設され
た中空のシリンダーボディ３２と、このシリンダーボデ
ィ３２の内部にダイヤフラム３３に支持された状態で上
下動自在なるように収容されたピストン３４と、このピ
ストン３４に基端部を連結されて先端部がシリンダーボ
ディ３２の上方に延出するピストンロッド３５と、シリ
ンダーボディ３２の内部の上記ダイヤフラム３３及びピ
ストン３４の下面側に区画形成された支持室３６とを有
し、この支持室３６内に液体又は気体からなる支持用の
上記流体３１が充填されている。

【００２１】上記ダイヤフラム３３は、金属やゴムある
いは布入りゴムのような流体不透過性と柔軟性とを有す
る素材によって円筒膜状に形成され、その外周部分がシ
リンダーボディ３２の内壁面にシール状態に取り付けら
れると共に、その上面側に上記ピストン３４が、このダ
イヤフラム３３で支持室３６内の流体３１から隔絶され
た状態に結合されている。

【００２２】そして、上記シリンダーボディ３２が、上
端のフランジ部３２ａに連結された複数の連結ロッド３
９ａとこれらの連結ロッド３９ａの端部に共通に取り付
けられた連結板３９ｂとからなる第１連結部材３９によ
り、上記定盤吊り２５に、球面継手のような自由度を持
った継手４０を介して連結され、また上記ピストンロッ
ド３５が、その上端に取り付けられて下向きに延びる第
２連結部材４１により上定盤１１に、球面継手のような
自由度を持った継手４２を介して連結されている。上記
第２連結部材４１は、複数の連結ロッド４１ａの両端に
それぞれ連結板４１ｂ，４１ｃを取り付けることにより
構成されたもので、一方の連結板４１ｂが上記ピストン
ロッド３５に連結され、他方の連結板４１ｃが上定盤１
１に連結されている。かくして上記吊支用シリンダー３
０のシリンダーボディ３２を定盤吊り２５に連結し、ピ
ストンロッド３５を上定盤１１に連結することにより、
該上定盤１１が支持室３６内の流体３１で支持されるよ
うになっている。

【００２３】上記吊支用シリンダー３０を上定盤１１に
連結する位置は、図２に鎖線で示すように、円環状をし
た上定盤１１を内周側と外周側とが等重量になるように
区分する円周Ｒ上の位置であることが望ましく、このよ
うな位置で上定盤１１を吊支することにより、自重によ
る変形を最小限に抑えることができる。

【００２４】なお、図５中の符号４４は、上記ピストン
ロッド３５を摺動自在に支持するボールベアリングのよ
うな摺動抵抗ができるだけ小さい軸受手段、同じく４５
は、上記ピストン３４の背後の呼吸室４６を外部に開放
する呼吸ポートである。

【００２５】また、上記各吊支用シリンダー３０の支持
室３６は、それぞれのポート５０に接続された連通管５
１と、上記定盤吊り２５の中央部下面に設けられて各連
通管５１の端部が集中的に接続された中継箱５２とを通
じて相互に連通されており、これにより、各吊支用シリ
ンダー３０の支持室３６内の流体圧力が常に均等化され
て、ピストン３４及びダイヤフラム３３による支持力も
均等化されるようになっている。なお、上記各連通管５
１と中継箱５２の内部にも流体３１が充満していること
は言うまでもなく、また、各吊支用シリンダー３０のダ
イヤフラム３３を含むピストン３４の受圧面積が互いに
等しいことも勿論である。

【００２６】そして、ワーク１６の研磨時に上記上定盤
１１が、昇降用シリンダー２２のロッド２２ａの伸長に
よってワーク１６に近接する位置まで下降すると、荷重
調整用の補助シリンダー２３が動作して該上定盤１１が
ワーク１６に接触させられると共に、供給圧の微調整に
よってワーク１６に加わる該上定盤１１の自重が調整さ
れ、ワーク１６に加工荷重が加えられる。このとき上記
上定盤１１は、複数の吊支用シリンダー３０の支持室３
６に封入した流体３１により支持されていて、各シリン
ダー３０の支持室３６が相互に連通しているため、各シ
リンダー３０の支持室３６内の圧力は均等化されてピス
トン３４及びダイヤフラム３３による支持力も均等化さ
れ、上定盤全体が均等な支持力によって完全にバランス
した状態で水平に吊支されることになる。このため、ワ
ーク１６に均等な加工荷重が加えられて高精度の研磨が
行われることになる。従って、この実施例の荷重方式
は、上定盤１１の自重を利用して加工荷重を加える逆圧
方式である。

【００２７】また、上記ワーク１６の研磨時にドライバ
ー１１ｂで駆動される上定盤１１の回転力を定盤吊り２
５に伝達するため、これらの上定盤１１と定盤吊り２５
との間には、上記吊支用シリンダーとは別に、複数の結
合機構５５が上定盤１１の中心軸線の回りに等角度間隔
で配設されている。この結合機構５５は、上記吊支用シ
リンダー３０の故障等によって上定盤１１が落下するの
を防止するための安全手段を兼ねるもので、定盤吊り２
５の下面に上端部を固定されて下向きに延びる円筒形の
スリーブ５６と、上定盤１１に下端部を固定されて上記
スリーブ５６の内部を上向きに延び、上端部が上記定盤
吊り２５の係止部に設けられた孔２５ａを遊挿状態に貫
通するシャフト５７とを有している。そして、このシャ
フト５７の上端部には、上記孔２５ａの上面に設けられ
た係止用の座金５８との間に間隔を保ってストッパー５
９が取り付けられ、また、上記スリーブ５６の内面とシ
ャフト５７の基端側にある大径部５７ａの外面との間に
は、これらのスリーブ５６とシャフト５７とを、鉛直方
向（軸線方向）には相対的に変移自在であるが、水平方
向すなわち定盤の回転方向の動きに対しては固定的に結
合するベアリング手段６０が介設されている。このベア
リング手段６０は、ボールブッシュのように弾力性を持
たないものであっても良いが、合成樹脂やゴムあるいは
ゲル状物質のような柔軟性素材であっても構わない。柔
軟性素材を用いる場合には、その厚さをできるだけ薄く
することによって、スリーブ５６とシャフト５７との間
の回転力伝達時の相対的な変移をできるだけ小さくする
ことが望ましい。

【００２８】かくして上定盤１１と定盤吊り２５との間
に複数の結合機構５５を設けることにより、ワーク１６
の研磨時に、上定盤１１の回転力がこの結合機構５５を
通じて定盤吊り２５に伝達されることによりそれらが一
緒に回転し、上記各吊支用シリンダー３０のシリンダー
ボディ３２とピストンロッド３５との間にそれらを相互
に傾ける方向の力が作用することがない。また、上記吊
支用シリンダー３０の故障等によって上定盤１１が落下
しようとしても、各結合機構５５において上定盤１１に
固定されたシャフト５７が該上定盤１１と一緒に下降
し、その上端のストッパー５９が定盤吊り２５の上面の
座金５８に係止してその位置に支持されるため、それ以
上の上定盤１１の落下が防止される。

【００２９】なお、図示した実施例では、５組の結合機
構５５が各吊支用シリンダー３０に対応する位置に設け
られているが、その数は４組以下であっても６組以上で
あっても良い。しかしながら好ましくは、上記吊支用シ
リンダー３０に対応する数の結合機構５５を各吊支用シ
リンダー３０に対応する位置に設けることである。

【００３０】図１中の符号６１は、研磨液源に接続され
た研磨液供給用のノズル、６２はこのノズル６１から流
下する研磨液を受けて上定盤１１の給液孔を通じて上下
の定盤間に供給する円環状の研磨液受けであって、実際
にはこの研磨液受け６２と上定盤１１の給液孔との間に
複数の給液用のチューブが接続されているが、それらの
図示は省略されている。

【００３１】また、上記機体１９における昇降用シリン
ダ２２ーの設置場所の近くには、１つ又は複数のフック
６３が支軸６４を中心にして回動自在なるように設けら
れ、これに対して上記補助シリンダー２３の上端には、
上記フック６３に係止する係止部材６５が固定され、ワ
ークの非加工時に昇降用シリンダー２２で上定盤１１が
上限位置まで上昇したとき、上記係止部材６５がフック
６３を傾動させてそれに係止し、その位置に支持される
ようになっている。上定盤１１を下降させるときは、ア
クチュエーター６６により上記フック６３が回動させら
れて係止部材６５を解放する。

【００３２】上記第１実施例では、各吊支用シリンダー
３０が、それらの配列中心に設けた中継箱５２を介して
相互に連通されているが、隣接する吊支用シリンダー３
０同士を連通管で直接接続しても良い。また、上記対応
する吊支用シリンダー３０と結合機構５５とを一つのユ
ニットとして形成し、これを定盤吊り２５と上定盤１１
との間に取付けるようにすることもできる。

【００３３】上記各吊支用シリンダー３０は、ピストン
３４の下方の支持室３６に流体３１を充填して使用する
単動形のシリンダーであり、従って荷重方式は上定盤１
１の自重を利用する逆圧方式である。しかし、ピストン
３４の上方の呼吸室４６を加圧室として使用することに
より複動形とし、各加圧室４６同士を連通管で相互に連
通すると共に、それを切換弁等を介して加圧用流体源に
接続し、ワーク１６の研磨時に、この加圧室４６に液体
又は気体等の圧力流体を供給することにより、上定盤１
１を加圧してワーク１６に加工荷重を加えるように構成
することもできる。この場合の荷重方式は加圧方式とな
る。

【００３４】このように上記吊支用シリンダー３０に複
動形のものを使用する場合、全てのシリンダーを複動形
としても良いが、それらの一部、好ましくは半数のシリ
ンダーを複動形とすることもできる。このように半数の
シリンダーを複動形とする場合、上定盤全体にわたって
支持力と加工荷重とを均等化するためには、単動形のシ
リンダーと複動形のシリンダーとを交互に配置すること
が望ましい。

【００３５】あるいはまた、吊支用シリンダー３０に上
記のような構成の複動形シリンダーを使用した場合に起
こり易い加圧室４６からの流体のリークや、ピストンロ
ッド３５の摺動部にシール部材を設けることによる摺動
抵抗の増大といった問題を回避するため、図６に示すよ
うな単動形の加圧用シリンダー６７を使用し、この加圧
用シリンダー６７と図５に示すような単動形の吊支用シ
リンダー３０とを併用することもできる。この加圧用シ
リンダー６７は、上記吊支用シリンダー３０を上下逆向
きにしたような形をしていて、定盤吊り２５に連結され
たシリンダーボディ６８の内部にダイヤフラム６９及び
ピストン７０を収容し、該ピストン７０からピストンロ
ッド７１を下向きに延出させて上定盤１１に連結したも
ので、上記ダイヤフラム６９及びピストン７０の上面側
に密閉構造の加圧室７２が形成されている。このような
加圧用シリンダー６７と上記吊支用シリンダー３０と
が、例えば３個ずつあるいは４個ずつ使用されて、それ
らが等角度間隔で交互に設置され、各シリンダーの加圧
室７２同士及び支持室３６同士が相互に連通させられ
る。その他の構成は実質的に上記実施例と同じである。

【００３６】図７は本発明に係る平面研磨装置の第２実
施例を示すもので、この第２実施例の平面研磨装置１Ｂ
においては、第１実施例における補助シリンダー２３と
調芯機構２４とが省略され、昇降用シリンダー２２のロ
ッド２２ａの下端にロードセル８０を介して中継軸８１
が連結され、この中継軸８１の下端に通常の軸受手段８
２を介して定盤吊り２５が回転自在に連結されている。
そして、上記中継軸８１には接続ポート８３と、この接
続ポート８３に通じる通孔８４とが設けられると共に、
この通孔８４が軸側面に開口する位置にローターリージ
ョイント８５が相対的に回転自在なるように取り付けら
れている。このローターリージョイント８５には、上記
通孔８４に通じる環状溝８６と、この環状溝８６に連通
する接続ポート８８とが設けられ、この接続ポート８８
と中継箱５２とが連通管８９で相互に接続されている。
また、上記中継軸８１の接続ポート８３には、流体圧を
一定に保つためのレギュレーター９０を介して圧力流体
源９１が接続されている。図中９２は、上記ローターリ
ージョイント８５と定盤吊り２５とを一体に連結するた
めの連結手段である。

【００３７】かくして各吊支用シリンダー３０の支持室
３６は、上記レギュレーター９０を介して圧力流体源９
１に接続され、これによって支持室３６内の流体圧力
が、レギュレーター９０で設定された一定の値に保たれ
る。この流体圧力は、レギュレーター９０の設定値を変
えることによって調整することができる。

【００３８】第２実施例の上記以外の構成やその変形例
等については実質的に第１実施例と同じであるため、主
要な同一構成部分に第１実施例と同じ符号を付してそれ
らの説明は省略する。

【００３９】なお、上記第１及び第２実施例のように各
吊支用シリンダー３０の支持室３６を相互に連通させる
ことなく、各支持室３６内に個別に流体を封入するよう
にしても良い。この場合には、各支持室３６をそれぞれ
レギュレーター９０を介して圧力流体源９１に接続する
ことにより、流体圧力を調整できるようにすることが望
ましく、そのためには、例えば図７において、中継箱５
２をロータリージョイント８５を介して圧力流体源９１
に直接接続し、この中継箱５２と各吊支用シリンダー３
０の支持室３６とをそれぞれレギュレーター９０を介し
て接続すれば良い。

【００４０】上記各実施例では、上定盤１１と定盤吊り
２５との間に複数の結合機構５５を吊支用シリンダー３
０とは別に設けているが、吊支用シリンダーに結合機構
を組み込むこともできる。図８には、結合機構５５Ａを
備えた吊支用シリンダー３０Ａが示されている。この吊
支用シリンダー３０Ａは、シリンダーボディ３２が、上
定盤１１に固定された連結板９５ｂ、及びこの連結板９
５ｂとシリンダーボディ３２とを連結する連結ロッド９
５ａからなる第１連結部材９５により上定盤１１に取り
付けられ、ピストンロッド３５が、定盤吊り２５に固定
された複数の連結ロッド９６ａ、これらの連結ロッド９
６ａの下端に取り付けられた連結板９６ｂ、及びこの連
結板９６ｂと上記連結ロッド９６ａの端部との間に回転
自在に介設されたボール９６ｃからなる第２連結部材９
６により定盤吊り２５に取り付けられている。そして、
上記シリンダーボディ３２と連結板９６ｂとには、ボー
ルブッシュ９７を介して相互に嵌合し合う大小の円筒９
８，９９からなる嵌合部が形成され、これらの嵌合部
が、鉛直方向には相対的に変移自在であるが、上定盤１
１の回転時には相互に係合し合って回転力を伝えるよう
に嵌め合わされることにより、結合機構５５Ａとしての
機能を備えている。そして、このような吊支用シリンダ
ー３０Ａが、上記第１実施例及び第２実施例における吊
支用シリンダー３０及び結合機構５５の代わりに、上定
盤１１と定盤吊り２５との間に実質的に等角度間隔で複
数設置される。

【００４１】上記吊支用シリンダー３０Ａには、上記シ
リンダーボディ３２と連結板９６ｂとを利用する結合機
構５５Ａに代えて、またはこの結合機構５５Ａと併用し
て、図８に符号５５Ｂで示すような結合機構を組み込む
こともできる。この結合機構５５Ｂは、第２連結部材９
６の連結板９６ｂに設けた嵌合孔１０１内に、第１連結
部材９５の各連結ロッド９５ａをボールブッシュ１０２
を介して鉛直方向には変移自在であるが、上定盤１１の
回転時には連結板９６ｂと係合するように嵌合させたも
ので、これらの第１連結部材９５と第２連結部材９６と
の組み合わせによって結合機構５５Ｂを構成したもので
ある。

【００４２】なお、上記図８に示す吊支用シリンダー３
０Ａは、それを上下逆向きにしてシリンダーボディ３２
を定盤吊り２５に連結し、ピストンロッド３５を上定盤
１１に連結しても良い。

【００４３】図９には、異なる構成の結合機構５５Ｃを
備えた吊支用シリンダーの他例が示されている。この吊
支用シリンダー３０Ｂは、逆圧方式と加圧方式の両方に
使用できるように構成されたもので、第１連結部材１０
５により定盤吊り２５に固定されたシリンダーボディ３
２と、その内部に摺動自在に収容されたピストン３４
と、このピストン３４からシリンダーボディ３２の外部
に延出するピストンロッド３５とを有し、このピストン
ロッド３５が第２連結部材１０６を介して上定盤１１に
連結されている。上記ピストン３４の外周には２つのリ
ップ形シール１０７が互いに逆向きに取り付けられ、こ
れらのシール１０７によってピストン３４の両側に支持
室３６と加圧室４６とが区画されている。

【００４４】上記第２連結部材１０６は、上定盤１１に
固定された連結板１０６ａと、この連結板１０６ａから
立ち上がった円筒形部材１０６ｂとを有し、この円筒形
部材１０６ｂの内部は、隔壁１０９によって第１室１１
１と第２室１１２とに区画されている。そして、上記ピ
ストンロッド３５の先端は、上記隔壁１０９を遊嵌状態
に貫通して下側の第１室１１１内にまで延び、その端面
にロッド径より大径のフランジ状部材１１３が取り付け
られており、このフランジ状部材１１３の上面と上記隔
壁１０９との間及びフランジ状部材１１３の下面と連結
板１０６ａとの間にそれぞれ、環状のリテーナ１１４に
回転自在に保持された複数のボール１１５ａ，１１５ｂ
が若干の間隔をおいて介在せしめられ、これらのボール
１１５を介してピストンロッド３５と円筒形部材１０６
ｂとが上下両方向に連結されるようになっている。

【００４５】一方、上記円筒形部材１０６ｂの上側の第
２室１１２内には、上記シリンダーボディ３２から延出
する小径円筒状の嵌合部１１７が嵌合し、これらの円筒
形部材１０６ｂの内面と嵌合部１１７の外面との間に円
筒形をしたボールベアリング１１８が介設され、このボ
ールベアリング１１８を介して円筒形部材１０６ｂと嵌
合部１１７とが、鉛直方向には相対的に変移自在である
が、上定盤１１の回転時には相互に係合し合って該上定
盤１１の回転力を伝達し得るように嵌め合わされてい
る。従ってこれらの円筒形部材１０６ｂと嵌合部１１７
とによって結合機構５５Ｃが形成されている。

【００４６】図中１１９は上記円筒形部材１０６ｂと嵌
合部１１７との間に設けられたダストシール、１２０は
嵌合部１１７とピストンロッド３５との間に設けられた
エアシールを示している。

【００４７】上記吊支用シリンダー３０Ｂは、ピストン
３４の下方の支持室３６内にポート５０から圧力流体を
充填することによって上定盤１１の吊支に使用される
が、加圧室４６内にポート４５から圧力流体を供給する
ことにより上定盤１１の加圧に使用することもできる。
このシリンダー３０Ｂで上定盤１１を吊支するときは、
上記ピストンロッド３５と円筒形部材１０６ｂとが、フ
ランジ状部材１１３とその上面側のボール１１５ａと隔
壁１０９とを介して相互に連結され、上定盤１１を加圧
する時は、上記ピストンロッド３５と円筒形部材１０６
ｂとが、フランジ状部材１１３とその下面側のボール１
１５ｂと連結板９５ａとを介して相互に連結される。

【００４８】上記シリンダー３０Ｂも、それを上下逆向
きにしてピストンロッド３５を定盤吊り２５に連結し、
シリンダーボディ３２を上定盤１１に連結して使用する
ことができる。

【００４９】なお、上記図９を除く各実施例ではダイヤ
フラム式のシリンダーが示されているが、このようなダ
イヤフラム式のシリンダーの代わりに、ピストンをリッ
プ形やＯ形の断面を持った通常のシール部材を介してシ
リンダーボディ内に摺動自在自在に収容した一般的なシ
リンダーを使用できることは言うまでもないことであ
る。

【００５０】また、上記実施例では、上定盤１１、下定
盤１２、内歯歯車１３、及び太陽歯車１４が何れも回転
する４ウエイ方式の研磨装置が示されているが、本発明
は、上定盤１１又は内歯歯車１３が非回転の３ウエイ方
式の研磨装置などにも適用することができる。上定盤１
１が回転しない研磨装置においては、該上定盤の回転力
を定盤吊りに伝達する機能を持った上記結合機構は特に
設ける必要がない。

【００５１】

【発明の効果】このように本発明によれば、定盤吊りと
上定盤との間に複数の吊支用シリンダーを取り付け、流
体を支持媒体として該上定盤を吊り下げ状態に支持する
ようにしたので、上定盤全体を均等な支持力で支持する
ことができると共に、下定盤の微小な傾きに対しても上
定盤を正確に追随させて該上定盤全体を下定盤に対して
均等な力で押し付けることができ、これにより、ワーク
に加工荷重を均等に作用させて高精度の研磨を行うこと
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平面研磨装置の第１実施例を示す
断面図である。

【図２】図１の要部の平面図である。

【図３】図１の要部拡大図である。

【図４】図３における吊支用シリンダーの側面図であ
る。

【図５】図３の断面図である。

【図６】加圧用シリンダーの一例を示す断面図である。

【図７】本発明に係る平面研磨装置の第２実施例を示す
断面図である。

【図８】吊支用シリンダーの異なる構成例を示す断面図
である。

【図９】吊支用シリンダーの更に異なる構成例を示す断
面図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ 平面研磨装置 １１ 上定盤 １２ 下定盤 １６ ワーク １８ 昇降機構 ２５ 定盤吊り ２６ 支持機構 ３０，３０Ａ，３０Ｂ 吊支用シリンダー ３１ 液体 ３２ シリンダーボディ ３４ ピストン ３５ ピストンロッド ３６ 支持室 ３９，４１，９５，９６ 連結部材 ４６，７２ 加圧室 ５２ 中継箱 ５５，５５Ａ，５５Ｂ，５５Ｃ 結合機構 ５６ スリーブ ５７ シャフト ６０ ベアリング手段 ６７ 加圧用シリンダー ９０ レギュレーター ９１ 圧力流体源

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年１０月１７日（２０００．１０．
１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 谷 昭 彦 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 池 本 清 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 (72)発明者 小 原 博 神奈川県綾瀬市早川2647 スピードファム 株式会社内 Ｆターム(参考） 3C058 AA09 AA12 AA14 BA05 BB04 CA01 CB01 CB06 DA06 DA09 DA17

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークを両側から挟んで研磨する上定盤及
   び下定盤と、上記上定盤を昇降させるための昇降機構
   と、該昇降機構に取り付けられた定盤吊りと、この定盤
   吊りと上定盤との間に該上定盤の略中心軸線の回りに所
   要の間隔を置いて介設され、流体を支持媒体として上定
   盤を支持する複数の支持機構と、を有することを特徴と
   する平面研磨装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の平面研磨装置において、
   上記支持機構が流体圧シリンダーからなっていて、この
   吊支用のシリンダーが、中空のシリンダーボディと、こ
   のシリンダーボディの内部に収容されたピストンと、こ
   のピストンに連結されたピストンロッドと、上記ピスト
   ンの一側に区画された支持室とを有し、この支持室内に
   上記流体が充填され、上記シリンダーボディ及びピスト
   ンロッドの何れか一方が定盤吊りに連結されると共に、
   他方が上定盤に連結されていることを特徴とするもの。
3. 【請求項３】請求項２に記載の平面研磨装置において、
   上記各吊支用シリンダーの支持室が相互に連通している
   ことを特徴とするもの。
4. 【請求項４】請求項３に記載の平面研磨装置において、
   上記各吊支用シリンダーの支持室が定盤吊りの略中央部
   に位置する中継箱を介して相互に連通されると共に、こ
   の中継箱が、流体圧力を設定圧に保つためのレギュレー
   ターを介して圧力流体源に接続されていることを特徴と
   するもの。
5. 【請求項５】請求項２に記載の平面研磨装置において、
   上記各吊支用シリンダーの支持室がそれぞれ、流体圧力
   を設定圧に保つためのレギュレーターを介して圧力流体
   源に接続されていることを特徴とするもの。
6. 【請求項６】請求項１から５までの何れかに記載の平面
   研磨装置において、上記複数の吊支用シリンダーのうち
   少なくとも一部が、上記ピストンの他側に加圧室を有し
   ていて、この加圧室に圧力流体を供給することにより上
   定盤を加圧してワークに加工荷重を加えるように構成さ
   れていることを特徴とするもの。
7. 【請求項７】請求項１から５までの何れかに記載の平面
   研磨装置において、上記定盤吊りと上定盤との間に、上
   記複数の吊支用シリンダーとは別に、上定盤を加圧して
   ワークに加工荷重を加えるための加圧用シリンダーが設
   けられていることを特徴とするもの。
8. 【請求項８】請求項１から７までの何れかに記載の平面
   研磨装置において、上記上定盤が駆動回転自在となって
   いて、該上定盤と上記定盤吊りとの間に、該上定盤の回
   転力を定盤吊りに伝えてこれらの上定盤と定盤吊りとを
   一体的に回転させるための結合機構が設けられているこ
   とを特徴とするもの。
9. 【請求項９】請求項８に記載の平面研磨装置において、
   上記結合機構が、吊支用シリンダーとは別に設けられて
   いて、上定盤の落下を防止するための安全手段を兼用
   し、定盤吊りに上端部を固定されて下向きに延びる中空
   のスリーブと、上定盤に下端部を固定されて上記スリー
   ブ内を上向きに延び、上端部が上記定盤吊りに上下方向
   の自由度を持って係合するシャフトと、上記スリーブの
   内面とシャフトの外面との間に介設されたベアリング手
   段とを有することを特徴とするもの。
10. 【請求項１０】請求項２に従属する請求項８に記載の平
    面研磨装置において、上記吊支用シリンダーのシリンダ
    ーボディ及びピストンロッドが、それぞれ連結部材を介
    して定盤吊り及び上定盤の一方に連結され、両方の連結
    部材同士か又はピストンロッドに連なる連結部材とシリ
    ンダボディとが、鉛直方向には相対的に変移自在である
    が上定盤の回転時には相互に係合し合うように関係付け
    られることにより、上記吊支用シリンダーに上記結合機
    構が組み込まれていることを特徴とするもの。