JP2002361551A

JP2002361551A - 研磨装置

Info

Publication number: JP2002361551A
Application number: JP2002094186A
Authority: JP
Inventors: Toru Nishikawa; 徹西川; Takeshi Inao; 健稲男
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2001-04-02
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: JP3755477B2

Abstract

(57)【要約】【課題】上下のホイール間の相対的な距離の変化を高
精度に検出でき、これによって、被研磨材を確実に所望
の厚み寸法になるまで研磨することができる研磨装置を
提供する。【解決手段】被研磨材ｗを押圧する上ホイール１と、
被研磨材ｗを支持する下ホイール２との相対的な変位を
検出する非接触式の変位検出手段１０を有し、この変位
検出手段１０は、上ホイール１に対してこれと一体的に
上下動するように接合される一方、変位検出手段１０の
対向位置には変位検出基準位置を与える基準テーブル２
２が配置されるとともに、この基準テーブル２２が下ホ
イール２と一体に連結されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、研磨装置に係り、
特には被研磨材の研磨量を精度良く測定するための技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属、セラミック、半導体材料などの被
研磨材の表面を研磨する研磨装置として、従来、たとえ
ば、図６に示す構成のものが知られている。

【０００３】この研磨装置は、被研磨材ｗの上下両面を
同時に研磨できるようにしたものであって、被研磨材ｗ
を押圧する上ホイール１と、被研磨材ｗを支持する下ホ
イール２とを有し、両者１，２が回転軸心を一致させて
配置されている。そして、上下のホイール１，２間に
は、被研磨材ｗを保持した状態で遊星回転されるキャリ
ア３が上下のホイール１，２の周方向に沿って複数配置
されている。

【０００４】上ホイール１は、固定支持部材６に取り付
けたエアシリンダ７によって上下動されるもので、この
上ホイール１の上部中央にはエアシリンダ７の下端部に
設けられた球状の押圧ヘッド８を保持する略球面状の保
持部１ａが形成されている。

【０００５】そして、エアシリンダ７の押圧ヘッド８に
上下のホイール１，２の相対的な変位を検出するための
変位検出手段としての電気マイクロメータ１０が取り付
けられている。この電気マイクロメータ１０は、押圧ヘ
ッド８に固定された本体部１０ａに対して変位検出ロッ
ドとしてのプローブ１０ｂが伸縮自在に設けられてな
る。

【０００６】一方、下ホイール２は短尺円筒状をしたも
ので、この下ホイール２には略円筒状のホイール駆動用
ドライブシャフト１２が同心に配置固定されている。そ
して、このホイール駆動用ドライブシャフト１２は、ベ
アリング１３で回転自在に支持されるとともに、その下
端部外周に形成された歯部１２ａにホイール駆動用モー
タ１５に直結されたギヤ１４が噛合されている。

【０００７】また、ホイール駆動用ドライブシャフト１
２内にはキャリア３を自公転駆動するキャリア駆動用ド
ライブシャフト１８がベアリング１９を介して同心に配
置されている。このキャリア駆動用ドライブシャフト１
８は、その下端部外周に噛部１８ａが形成され、この噛
部１８ａにキャリア駆動用第１モータ２１に直結された
ギヤ２０が噛合されている。また、このキャリア駆動用
ドライブシャフト１８の上部は拡径されて拡径部１８ｂ
が形成され、この拡径部１８ｂの上面中央には、電気マ
イクロメータ１０のプローブ１０ｂが当接する基準テー
ブル２２が一体に突設され、また、拡径部１８ｂの上面
の外周縁に沿って各キャリア３の外周部に形成されたギ
ア状の凹凸部３ａに係合するインナピン２３が多数配列
されている。

【０００８】また、下ホイール２およびこれに固定され
たホイール駆動用ドライブシャフト１２の外方には、キ
ャリア３を自転駆動するアウタリング２５がベアリング
２６を介して同心に配置されている。このアウタリング
２５は、その下端部外周に形成された歯部２５ａにキャ
リア駆動用第２モータ２８に直結されたギヤ２７が噛合
され、また、上面の内周縁に沿って各キャリア３の前記
凹凸部３ａに係合するアウタピン２９が多数配列されて
いる。

【０００９】そして、上記の内外の各ピン２３，２９が
キャリア３に対して太陽歯車および内歯歯車の役目を果
たしており、また、キャリア駆動用の第１モータ２１と
第２モータ２８とは互いに同期回転されるようになって
いる。

【００１０】従来の上記構成の研磨装置において、被研
磨材ｗを研磨する際には、下ホイール２の上に被研磨材
ｗを保持したキャリア３を配置してその外周の凹凸部３
ａを各ピン２３，２９に係合させてから、エアシリンダ
７を作動して押圧ヘッド８で上ホイール１を押圧するこ
とで、上下のホイール１，２で被研磨材ｗを挟圧する。

【００１１】この状態で、上下のホイール１，２と被研
磨材ｗとの間に砥粒液を介在させつつ、ホイール駆動用
モータ１５を回転させるとともに、キャリア駆動用の第
１モータ２１と第２モータ２８とを同期回転させる。こ
れにより、ホイール駆動用ドライブシャフト１２と下ホ
イール２とはホイール駆動用モータ１５により、キャリ
ア駆動用ドライブシャフト１８およびこれに固定された
インナピン２３はキャリア駆動用第１モータ２１によ
り、アウタリング２５およびこれに固定されたアウタピ
ン２９はキャリア駆動用第２モータ２８によりそれぞれ
回転駆動される。

【００１２】すると、被研磨材ｗを保持するキャリア３
は、その外周の凹凸部３ａに係合するインナピン２３と
アウタピン２９とによって自転されるとともに、上下の
ホイール１，２の周方向に公転される。したがって、キ
ャリア３は被研磨材ｗとともに遊星運動を行いつつ、被
研磨材ｗの上下面が共に上下のホイール１，２との間の
相対的な速度差によって研磨される。

【００１３】ここで、被研磨材ｗの上下面が研磨される
と、これに伴い、上ホイール１が変位して上下のホイー
ル１，２間の距離が次第に短くなる。すると、基準テー
ブル２２に当接している電気式マイクロメータ１０のプ
ローブ１０ｂの伸縮量が変化するので、電気マイクロメ
ータ１０の本体部１０ａからは、その変化に対応した検
出信号が出力される。そして、図外のコントローラは、
この電気式マイクロメータ１０からの検出出力に基づい
て被研磨材ｗの厚さが予め設定した目標値に一致したか
否かを判断し、被研磨材ｗの厚さが目標値に一致した時
点で各モータ１５，２１，２８を停止することにより、
被研磨材ｗが所定の厚み寸法に仕上げられる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の研磨
装置においては、基準テーブル２２はキャリア駆動用ド
ライブシャフト１８の頂部に固定されており、このキャ
リア駆動用ドライブシャフト１８は、下ホイール２に対
してベアリング１９を介して切り離されていて別体にな
っている。このため、ベアリング１９やキャリア駆動用
ドライブシャフト１８の軸方向のがた付きがあると、電
気式マイクロメータ１０のプローブ１０ｂの伸縮量の変
化が上下のホイール１，２間の距離の変化に正確に追従
せず、このため、被研磨材ｗの研磨量の検出誤差が生じ
ていた。

【００１５】すなわち、被研磨材ｗの研磨量を正確に知
るには、上ホイール１の下面と下ホイール２の上面との
間の相対的な距離の変化を検出する必要がある。ところ
が、基準テーブル２２が固定されたキャリア駆動用ドラ
イブシャフト１８と下ホイール２とは別体であるので、
キャリア駆動用ドライブシャフト１８がベアリング１９
等のがたつきなどに起因して軸方向に沿って若干移動す
ると、これがプローブ１０ｂの伸縮量の変化となって現
れる。その結果、プローブ１０ｂの伸縮量の変化が上下
のホイール１，２間の距離の変化に正確に追従しなくな
り、その結果、変位量の検出誤差を招くことになる。

【００１６】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたもので、上下のホイール間の相対的な距離の変化
を高精度に検出することができ、これによって、被研磨
材を確実に所望の厚み寸法になるまで研磨することがで
きる研磨装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するために、被研磨材を押圧する上ホイールと、被
研磨材を支持する下ホイールとを有し、上下のホイール
の内の少なくとも下ホイールと前記被研磨材との間の相
対的な速度差によって被研磨材を研磨する研磨装置にお
いて、次のようにしている。

【００１８】すなわち、請求項１記載に係る発明では、
前記上ホイールと下ホイールとの相対的な変位を検出す
る変位検出手段を備え、この変位検出手段は、前記上ホ
イールに対してこれと一体的に上下動するように接合さ
れる一方、前記変位検出手段の対向位置には変位検出基
準位置を与える基準テーブルが配置されるとともに、こ
の基準テーブルが前記下ホイールと一体に連結されてい
ることを特徴としている。

【００１９】これにより、基準テーブルは下ホイールと
一体的に連結されているので、基準テーブルは正確に変
位検出基準位置を与えることになる。したがって、上下
のホイール間の相対的な距離の変化を直接かつ高精度に
検出することができ、これによって、被研磨材を確実に
所望の厚み寸法になるまで研磨することが可能となる。

【００２０】請求項２記載に係る発明では、請求項１記
載の構成において、前記下ホイールは円筒状をしたもの
で、この下ホイールには、略円筒状のホイール駆動用ド
ライブシャフトが同心に固定され、また、このホイール
駆動用ドライブシャフト内には前記被研磨材を保持する
キャリアを自公転駆動するキャリア駆動用ドライブシャ
フトが同心に配置され、このキャリア駆動用ドライブシ
ャフトにはこれを駆動する伝動シャフトが連結される一
方、前記下ホイールと基準テーブルとは前記キャリア駆
動用ドライブシャフトに形成された貫通孔を上下に通っ
て一体に連結されており、さらに、前記ホイール駆動用
ドライブシャフトの内周壁に前記伝動シャフトが回転自
在に取り付けられていることを特徴としている。

【００２１】これにより、ホイール駆動用ドライブシャ
フトとキャリア駆動用ドライブシャフトをそれぞれ回転
させる場合において、基準テーブルと下ホイールとを連
結する部分とキャリア駆動用ドライブシャフトを駆動す
る伝動シャフトとの相対的な位置関係は変化しないの
で、互いに干渉することがない。このため、ホイール駆
動用ドライブシャフトとキャリア駆動用ドライブシャフ
トとはそれぞれ独立して円滑に回転することができる。

【００２２】請求項３記載に係る発明では、請求項２記
載の構成において、前記伝動シャフトは、フレキシブル
シャフトで構成されていることを特徴としている。

【００２３】これにより、簡単な構成によってキャリア
駆動用ドライブシャフトをモータで回転駆動することが
できる。

【００２４】請求項４記載に係る発明では、請求項１な
いし請求項３のいずれか１項に記載の構成において、変
位検出手段は、前記基準テーブルに対して接触するプロ
ーブを備えた接触式のものであることを特徴としてい
る。

【００２５】これにより、比較的簡単な構成でもって上
下のホイール間の相対的な変位量を検出することができ
る。

【００２６】請求項５記載に係る発明では、請求項１な
いし請求項３のいずれか１項に記載の構成において、変
位検出手段は、前記基準テーブルに対して光を投受光す
る投受光部を備えた非接触式のものであることを特徴と
している。

【００２７】これにより、振動等の誤差要因を取り除く
ことができ、上下のホイール間の相対的な変位量をさら
に一層精度良く検出することができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳しく説明する。

【００２９】実施の形態１. 図１，図２は本発明の実施
の形態１における研磨装置の断面図，斜視図であり、図
６に示した従来技術と対応する構成部分には同一の符号
を付す。

【００３０】この実施の形態１の研磨装置は、被研磨材
ｗの上下両面を同時に研磨できるようにしたものであっ
て、被研磨材ｗを押圧する上ホイール１と、被研磨材ｗ
を支持する下ホイール２とを有し、両者１，２が回転軸
心を一致させて配置されている。そして、上下のホイー
ル１，２間には、被研磨材ｗを保持した状態で遊星回転
されるキャリア３が上下のホイール１，２の周方向に沿
って複数配置されている。

【００３１】上ホイール１は、固定支持部材６に取り付
けたエアシリンダ７によって上下動されるもので、この
上ホイール１の中央にはエアシリンダ７の下端部に設け
られ球状の押圧ヘッド８を保持する略球面状の保持部１
ａが形成されている。

【００３２】そして、エアシリンダ７の押圧ヘッド８に
上下のホイール１，２の相対的な変位を検出するための
接触式変位検出手段としての電気マイクロメータ１０が
取り付けられている。この電気マイクロメータ１０は、
押圧ヘッド８に固定された本体部１０ａに対して変位検
出ロッドとしてのプローブ１０ｂが伸縮自在に設けられ
てなる。

【００３３】一方、下ホイール２は短尺円筒状をしたも
ので、この下ホイール２には略円筒状のホイール駆動用
ドライブシャフト１２が同心に配置固定されている。そ
して、このホイール駆動用ドライブシャフト１２は、ベ
アリング１３で回転自在に支持されるとともに、その下
端部外周に形成された歯部１２ａにホイール駆動用モー
タ１５に直結されたギヤ１４が噛合されている。

【００３４】また、ホイール駆動用ドライブシャフト１
２内にはキャリア３を自公転駆動する略円筒状のキャリ
ア駆動用ドライブシャフト３１がベアリング１９を介し
て同心に配置されている。このキャリア駆動用ドライブ
シャフト３１は、その中央に回転軸心方向に沿う貫通孔
３１ａが、また、下端部外周に歯部３１ｂがそれぞれ形
成されている。そして、この歯部３１ｂには、伝動シャ
フト３３の上端に固定されたギヤ３５が噛合され、ま
た、伝動シャフト３３の下端に固定されたギヤ３６に
は、キャリア駆動用第１モータ２１に直結されたギヤ２
０が噛合されている。さらに、伝動シャフト３３は、ホ
イール駆動用ドライブシャフト１２の内周壁にベアリン
グ３８を介して回転自在に取り付けられている。

【００３５】さらにまた、キャリア駆動用ドライブシャ
フト３１の上面には、その外周縁に沿って各キャリア３
の外周部に形成されたギア状の凹凸部３ａに係合するイ
ンナピン２３が多数配列されている。

【００３６】上記の電気マイクロメータ１０の対向位置
には変位検出基準を与える基準テーブル２２が配置され
ており、この基準テーブル２２の平坦な上面にプローブ
１０ｂの先端が当接している。そして、この基準テーブ
ル２２と下ホイール２とがＵ字形の連結アーム３９によ
って互いに一体に結合されている。すなわち、この連結
アーム３９は一端側がホイール駆動用ドライブシャフト
１２の一部を上下に貫通して下ホイール２に結合され、
また、他端側はキャリア駆動用ドライブシャフト３１の
下側からその貫通孔３１ａを該キャリア駆動用ドライブ
シャフト３１と同軸をなすよう上方に貫通して基準テー
ブル２２に結合されている。

【００３７】また、下ホイール２およびこれに固定され
たホイール駆動用ドライブシャフト１２の外方には、キ
ャリア３を自公転駆動するアウタリング２５がベアリン
グ２６を介して同心に配置されている。このアウタリン
グ２５は、その下端部外周に形成された歯部２５ａにキ
ャリア駆動用第２モータ２８に直結されたギヤ２７が噛
合され、また、上面の内周縁に沿って各キャリア３の前
記凹凸部３ａに係合するアウタピン２９が多数配列され
ている。

【００３８】そして、上記の内外の各ピン２３，２９が
キャリア３に対して太陽歯車および内歯歯車の役目を果
たしており、また、キャリア駆動用の第１モータ２１と
第２モータ２８とは互いに同期回転されるようになって
いる。

【００３９】次に、上記構成を有する研磨装置を用いて
被研磨材ｗを研磨する場合の動作について説明する。

【００４０】下ホイール２の上に被研磨材ｗを保持した
キャリア３を配置してその外周の凹凸部３ａを各ピン２
３，２９に係合させてから、エアシリンダ７を作動して
押圧ヘッド８で上ホイール１を押圧することで、上下の
ホイール１，２で被研磨材ｗを挟圧する。

【００４１】この状態で、上下のホイール１，２と被研
磨材ｗとの間に砥粒液を介在させつつ、ホイール駆動用
モータ１５を回転させるとともに、キャリア駆動用の第
１モータ２１と第２モータ２８とを同期回転させる。こ
れにより、ホイール駆動用ドライブシャフト１２と下ホ
イール２とはホイール駆動用モータ１５により回転駆動
される。また、キャリア駆動用ドライブシャフト３１お
よびこれに固定されたインナピン２３は、キャリア駆動
用第１モータ２１の駆動力が伝動シャフト３３を介して
伝動されることで回転駆動される。さらに、アウタリン
グ２５およびこれに固定されたアウタピン２９はキャリ
ア駆動用第２モータ２８によりそれぞれ回転駆動され
る。

【００４２】すると、被研磨材ｗを保持するキャリア３
は、その外周の凹凸部３ａに係合するインナピン２３と
アウタピン２９とによって自転されるとともに、上下の
ホイール１，２の周方向に公転される。したがって、キ
ャリア３は被研磨材ｗとともに遊星運動を行いつつ、被
研磨材ｗの上下面が共に上下のホイール１，２との間の
相対的な速度差によって研磨される。

【００４３】ここで、ホイール駆動用ドライブシャフト
１２とキャリア駆動用ドライブシャフト３１とをそれぞ
れ回転させる場合において、伝動シャフト３３はホイー
ル駆動用ドライブシャフト１２の内周壁にベアリング３
８を介して回転自在に取り付けられているので、基準テ
ーブル２２と下ホイール２とを連結する連結アーム３９
と伝動シャフト３３との相対的な位置関係は変化しな
い。したがって、連結アーム３９と伝動シャフト３３と
が互いに干渉することはなく、ホイール駆動用ドライブ
シャフト１２とキャリア駆動用ドライブシャフト３１と
はそれぞれ独立して円滑に回転することができる。

【００４４】上記のようにして、被研磨材ｗの上下面が
次第に研磨されると、これに伴い、上ホイール１が下方
に変位して上下のホイール１，２間の距離が次第に短く
なる。その場合、基準テーブル２２は連結アーム３９を
介して下ホイール２と一体に連結されているので、基準
テーブル２２の上面と下ホイール２の上面との相対的な
位置関係は不変であり、かつ、この基準テーブル２２の
上面に電気式マイクロメータ１０のプローブ１０ｂの先
端が当接しているので、上下のホイール１，２間の相対
的な変位は、直接にプローブ１０ｂの伸縮量の変化とな
って現れる。したがって、従来問題になっていた下ホイ
ール２の上下の変位やキャリア駆動用ドライブシャフト
３１を保持するベアリング１９の振れなどの影響を受け
ることがない。

【００４５】こうして、基準テーブル２２に当接してい
る電気式マイクロメータ１０のプローブ１０ｂの伸縮量
が変化すると、これに応じて電気マイクロメータ１０の
本体部１０ａからは、その変化に対応した検出信号が出
力される。そして、図外のコントローラは、この電気式
マイクロメータ１０からの検出出力に基づいて被研磨材
ｗの厚さが予め設定した目標値に一致したか否かを判断
し、被研磨材ｗの厚さが目標値に一致した時点で各モー
タ１５，２１，２８を停止することにより、被研磨材ｗ
が所定の厚み寸法に仕上げられる。

【００４６】このように、この実施の形態１において、
基準テーブル２２は下ホイール２とが連結アーム３９で
一体的に連結されているので、基準テーブル２２は正確
に変位検出基準位置を与えることになる。したがって、
上下のホイール１，２間の相対的な距離の変化を直接か
つ高精度に検出することができ、これによって、被研磨
材ｗを確実に所望の厚み寸法になるまで研磨することが
可能となる。

【００４７】実施の形態２. 図３は本発明の実施の形態
２における研磨装置の断面図であり、図１に示した実施
の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。

【００４８】上記の実施の形態１では、伝動シャフト３
３がギヤ２０，３６を介してキャリア駆動用第１モータ
２１に連結されているが、この実施の形態２では、伝動
シャフトをフレキシブルシャフト３４で構成している。
このため、実施の形態１のようなギヤ２０，３６が省略
され、その代わりに、フレキシブルシャフト３４の両端
がベアリング３８，４０で回転自在に支持されている。

【００４９】その他の構成は、実施の形態１の場合と基
本的に同じであるから、ここでは詳しい説明は省略す
る。

【００５０】この実施の形態２では、フレキシブルシャ
フト３４を使用することで、上記のように、実施の形態
１のようなギヤ２０，３６を省略することができるの
で、簡単な構成によってキャリア駆動用第１モータ２１
の動力をキャリア駆動用ドライブシャフト３１に伝える
ことが可能となる。

【００５１】実施の形態３. 図４は本発明の実施の形態
３における研磨装置の断面図であり、図１に示した実施
の形態１と対応する構成部分には同一の符号を付す。

【００５２】実施の形態１では、変位検出手段として接
触式の電気式マイクロメータ１０を使用しているが、こ
の実施の形態３では、変位検出手段４３として、発光素
子４４ａと受光素子４４ｂとからなる投受光部４４を有
する非接触式のものが使用されている。そして、この投
受光部４４が押圧ヘッド８に固定されることで、投受光
部４４が上ホイール１に対してこれと一体的に上下動す
るように接合されている。

【００５３】その他の構成は、実施の形態１の場合と基
本的に同じであるから、ここでは詳しい説明は省略す
る。

【００５４】実施の形態１で使用されている電気マイク
ロメータ１０は接触式の変位検出手段であるため、ホイ
ール駆動用ドライブシャフト１２の回転に伴うベアリン
グ１３等の振れが直接プローブ１０ｂに伝わったり、プ
ローブ１０ｂと基準テーブル２２との軸ずれ等に起因し
た検出誤差が生じる可能性がある。これに対して、この
実施の形態３では、投受光部４４の発光素子４４ａから
の光を基準テーブル２２の表面に投光し、その反射光を
受光素子４４ｂで受光することにより上下のホイール
１，２間の相対的な変位を非接触で検出できるので、振
動等に起因する誤差要因を取り除くことができ、上下の
ホイール１，２間の相対的な変位量をさらに一層精度良
く検出することができる。

【００５５】実施の形態４. 図５は本発明の実施の形態
４における研磨装置の断面図であり、図３に示した実施
の形態２と対応する構成部分には同一の符号を付す。

【００５６】実施の形態２では、変位検出手段として接
触式の電気式マイクロメータ１０を使用しているが、こ
の実施の形態４では、上記の実施の形態３の場合と同様
に、変位検出手段４３として、発光素子４４ａと受光素
子４４ｂとからなる投受光部４４を有する非接触式のも
のが使用されている。

【００５７】その他の構成は、実施の形態２の場合と基
本的に同じであるから、ここでは詳しい説明は省略す
る。

【００５８】この実施の形態４においても、上下のホイ
ール１，２間の相対的な変位を非接触で検出できるの
で、振動等に起因する誤差要因を取り除くことができ、
上下のホイール１，２間の相対的な変位量をさらに一層
精度良く検出することができる。

【００５９】なお、上記の各実施の形態１〜４におい
て、上下のホイール１，２とキャリア３の回転速度およ
び回転方向については特別な制約はなく、被研磨材ｗを
研磨できれば、その条件を任意に設定することができ
る。

【００６０】また、上記の各実施の形態１〜４では、内
外のピン２３，２９によってキャリア３を回転駆動して
いるが、ピン２３，２９の代わりにキャリア駆動用ドラ
イブシャフト３１の外周部およびアウタリング２５の内
周部にそれぞれ歯部を設けて太陽歯車および内歯歯車を
構成し、これに合わせて、キャリア３を遊星歯車として
構成することもできる。

【００６１】さらに、各実施の形態１〜４の研磨装置
は、被研磨材ｗの上下面を同時に研磨する構成である
が、本発明はこれに限らず、たとえば、キャリア駆動用
ドライブシャフト３１やアウタリング２５を省略して、
上ホイール１に被研磨材ｗを固定し、下ホイール２をホ
イール駆動用ドライブシャフト１２で回転駆動すること
で、被研磨材ｗの下面のみを研磨する構成のものについ
ても適用することができる。さらには、上下のホイール
１，２は固定した状態で、キャリア駆動用ドライブシャ
フト３１とアウタリング２５とでキャリア３のみを回転
して被研磨材ｗを研磨する構成のものであってもよい。

【００６２】要するに、上ホイール１で被研磨材ｗを押
圧した状態で、少なくとも下ホイール２と被研磨材ｗと
の間の相対的な速度差によって被研磨材ｗを研磨する構
成の研磨装置であれば、本発明を広く適用することが可
能である。

【００６３】なお、実施の形態３，４の研磨装置では、
変位検出手段４３において光を使用する非接触式のもの
を採用したが、本発明は光以外の渦電流や静電容量で変
位を検出してもよい。

【００６４】渦電流や静電容量を用いて変位の検出を行
なった場合、光を使用したときよりも基準テーブルの表
面形状（粗さ）に起因する誤差が小さくなる。

【００６５】また、基準テーブルが導電体（金属）で構
成される場合において、渦電流を使用すると、研磨粉や
研磨液などの非金属性の物質がセンサと基準テーブル問
に存在していても、変位検出信号の誤差は、光，静電容
量やその他のものを使用して変位検出を行ったときの誤
差より小さくなる。

【００６６】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。

【００６７】（１）請求項１記載の発明における研磨
装置は、基準テーブルは下ホイールと一体的に連結され
ているので、基準テーブルは正確に変位検出基準位置を
与えることになる。したがって、上下のホイール間の相
対的な距離の変化を直接かつ高精度に検出することがで
き、これによって、被研磨材を確実に所望の厚み寸法に
なるまで研磨することが可能となる。

【００６８】（２）請求項２記載の発明における研磨
装置は、請求項１記載の発明の効果に加えて、ホイール
駆動用ドライブシャフトとキャリア駆動用ドライブシャ
フトをそれぞれ回転させる場合において、基準テーブル
と下ホイールとを連結する部分とキャリア駆動用ドライ
ブシャフトを駆動する伝動シャフトとの相対的な位置関
係が変化しないので、互いに干渉することがなく、ホイ
ール駆動用ドライブシャフトとキャリア駆動用ドライブ
シャフトとはそれぞれ独立して円滑に回転することがで
きる。

【００６９】（３）請求項３記載の発明における研磨
装置は、請求項２記載の効果に加えて、フレキシブルシ
ャフトを使用することで、一層簡単な構成によってキャ
リア駆動用ドライブシャフトをモータで回転駆動するこ
とができる。

【００７０】（４）請求項４記載の発明における研磨
装置は、変位検出手段が接触式のものであるので、比較
的簡単な構成でもって上下のホイール間の相対的な変位
量を検出することができる。

【００７１】（５）請求項５記載の発明における研磨
装置は、変位検出手段は非接触式のものであるので、振
動等の誤差要因を取り除くことができ、上下のホイール
間の相対的な変位量をさらに一層精度良く検出すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における研磨装置の断面
図である。

【図２】実施の形態１の研磨装置の斜視図である。

【図３】本発明の実施の形態２における研磨装置の断面
図である。

【図４】本発明の実施の形態３における研磨装置の断面
図である。

【図５】本発明の実施の形態４における研磨装置の断面
図である。

【図６】従来の研磨装置の断面図である。

【符号の説明】

１上ホイール２下ホイール３キャリア１０電気式マイクロメータ（変位検出手段）１０ａ本体部１０ｂプローブ１２ホイール駆動用ドライブシャフト２２基準テーブル２３インナピン２５アウタリング２９アウタピン３１キャリア駆動用ドライブシャフト３１ａ貫通孔３３伝動シャフト３９連結アーム４３変位検出手段４４投受光部４４ａ発光素子４４ｂ受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２Ｈ０１Ｌ 21/304 ６２２ＳＦターム(参考） 3C034 AA19 BB91 BB92 BB93 CA12 CA22 CB01 DD01 3C058 AA07 AA11 AA13 AA18 AC02 BC02 CB01 CB03 DA06 DA17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被研磨材を押圧する上ホイールと、被研
磨材を支持する下ホイールとを有し、上下のホイールの
内の少なくとも下ホイールと前記被研磨材との間の相対
的な速度差によって前記被研磨材を研磨する研磨装置に
おいて、前記上ホイールと下ホイールとの相対的な変位
を検出する変位検出手段を備え、この変位検出手段は、
前記上ホイールに対してこれと一体的に上下動するよう
に接合される一方、前記変位検出手段の対向位置には変
位検出基準位置を与える基準テーブルが配置されるとと
もに、この基準テーブルが前記下ホイールと一体に連結
されていることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】前記下ホイールは円筒状をしたもので、
この下ホイールには、略円筒状のホイール駆動用ドライ
ブシャフトが同心に固定され、また、このホイール駆動
用ドライブシャフト内には前記被研磨材を保持するキャ
リアを自公転駆動するキャリア駆動用ドライブシャフト
が同心に配置され、このキャリア駆動用ドライブシャフ
トにはこれを駆動する伝動シャフトが連結される一方、
前記下ホイールと基準テーブルとは前記キャリア駆動用
ドライブシャフトに形成された貫通孔を上下に通って一
体に連結されており、さらに、前記ホイール駆動用ドラ
イブシャフトの内周壁に前記伝動シャフトが回転自在に
取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の研
磨装置。
【請求項３】前記伝動シャフトは、フレキシブルシャ
フトで構成されていることを特徴とする請求項２記載の
研磨装置。
【請求項４】前記変位検出手段は、前記基準テーブル
に対して接触するプローブを備えた接触式のものである
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１
項に記載の研磨装置。
【請求項５】前記変位検出手段は、前記基準テーブル
に対して光を投受光する投受光部を備えた非接触式のも
のであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のい
ずれか１項に記載の研磨装置。