JP2009028826A - Double side polisher - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属、セラミックス、半導体、ガラス等の板の両面研磨を行う両面研磨機に関する。 The present invention relates to a double-side polishing machine that performs double-side polishing of a plate of metal, ceramics, semiconductor, glass or the like.
通常、ガラスなど光学材料の薄板や半導体ウェハの平行平面研磨には、両面ラップ盤や両面ポリッシング盤と呼ばれる両面研磨機が使われる。 Usually, a double-side polishing machine called a double-sided lapping machine or a double-sided polishing machine is used for parallel flat polishing of a thin plate of an optical material such as glass or a semiconductor wafer.
一般的な両面研磨機は図5のような構造を有する。円盤状のキャリア78を下定盤71の上に複数配置し、キャリア78に設けた保持穴に被研磨物76を挿入して、その上に上定盤72を載せる。キャリア78は外周にギア77を備え、下定盤71の中心側にあるエクスターナルギア73及び外周側にあるインターナルギア74と噛み合うことにより、エクスターナルギア73及びインターナルギア74の回転に伴って自転しながら公転(遊星運動)する。この状態で、上下定盤の間に研磨剤を供給しつつ上下定盤を回転させることによって、被研磨物76の両面を研磨する。
A general double-side polishing machine has a structure as shown in FIG. A plurality of disk-
通常、このような両面研磨機のエクスターナルギアやインターナルギアは金属製であるため、ギアの噛み合いによって微小の金属粉を発生する。この金属粉は、キャリア78のギア77を介して上下定盤の間に侵入し、被研磨物の表面を汚染したり傷つけたりする。
Usually, the external gear and the internal gear of such a double-side polishing machine are made of metal, so that minute metal powder is generated by the meshing of the gear. This metal powder penetrates between the upper and lower surface plates via the
このような金属粉の発生を防ぐには、金属ギアを樹脂被覆する方法(特許文献1)やギア全体を硬質樹脂にする方法(特許文献2)、エクスターナルギア及びインターナルギアを使用しない構造にする方法(特許文献3)等がある。 In order to prevent the generation of such metal powder, a method of coating a metal gear with a resin (Patent Document 1), a method of making the entire gear a hard resin (Patent Document 2), or a structure that does not use an external gear and an internal gear. There is a method (Patent Document 3).
特許文献1、2に記載されているようなエクスターナルギア等を用いた両面研磨機では、ギアに付着しそこで滞った研磨剤が、研磨機の運転を停止している間等に乾燥して凝固する。ギアの歯の間などで凝固した研磨剤(これを「凝固体」と呼ぶ)は、ギアの回転を妨げる他、金属粉と同様に被研磨物の表面を傷つける場合がある。
In a double-side polishing machine using an external gear or the like as described in
特許文献3に記載の両面研磨機はエクスターナルギアを用いないが、キャリアの移動を規制するための、キャリアよりもわずかに大きい径の穴を複数備えた円盤状のキャリアホルダを用いる。従って、機構が複雑であり、被研磨物のセットや部品の清掃等に時間がかかるという問題がある。
The double-side polishing machine described in
本発明はこのような課題を解決するために成されたものであり、その目的とするところは、被研磨物の表面を汚染したり傷つけることなく平行平面研磨を行うことのできる両面研磨機を提供することである。 The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a double-side polishing machine capable of performing parallel plane polishing without contaminating or damaging the surface of an object to be polished. Is to provide.
上記課題を解決するためになされた本発明に係る両面研磨機は、
下定盤と上定盤の間に、被研磨物を保持したキャリアを挟み、該キャリアを遊星運動させることによって前記被研磨物の上下面を研磨する両面研磨機において、
前記キャリアが片面に突起部を有し、
前記下定盤または上定盤が、前記突起部を挿入することができる貫通穴を有することを特徴とする。
The double-side polishing machine according to the present invention made to solve the above problems is
In a double-side polishing machine that sandwiches a carrier holding an object to be polished between a lower surface plate and an upper surface plate, and polishes the upper and lower surfaces of the object to be polished by planetary movement of the carrier,
The carrier has a protrusion on one side;
The lower surface plate or the upper surface plate has a through hole into which the protrusion can be inserted.
本発明に係る両面研磨機では、下定盤または上定盤に設けた貫通穴にキャリアの突起部を挿入する。これによりキャリアは、固定された側の定盤の回転に伴って公転すると共に、その反対側の定盤との間の摩擦により、突起部を中心として自転も行う。すなわち、遊星運動を行う。キャリアに保持した被研磨物は、このキャリヤの遊星運動により、その上下面が研磨される。
本発明に係る両面研磨機は、上下定盤の回転を利用してキャリアを遊星運動させるため、第一に、金属粉の発生源であるエクスターナルギア等が不要であるため、ギヤの金属粉や研磨剤の凝固体が発生せず、それらが被研磨物の表面を汚染したり傷つけることがなくなる。第二に、エクスターナルギア等やキャリアホルダのような余分な或いは複雑な部品が不要であり、構造が単純であるため、被研磨物のセットや部品の清掃時間が短くて済む。
In the double-side polishing machine according to the present invention, the carrier protrusion is inserted into the through hole provided in the lower surface plate or the upper surface plate. As a result, the carrier revolves as the fixed surface plate rotates, and also rotates around the protrusion due to friction with the opposite surface plate. That is, it performs planetary motion. The upper and lower surfaces of the object to be polished held on the carrier are polished by the planetary motion of the carrier.
Since the double-side polishing machine according to the present invention uses the rotation of the upper and lower surface plates to cause the carrier to perform planetary motion, firstly, an external gear or the like that is a source of metal powder is unnecessary, A solidified body of the abrasive is not generated, and they do not contaminate or damage the surface of the object to be polished. Secondly, no extra or complicated parts such as an external gear or a carrier holder are required, and the structure is simple, so that the set time of the object to be polished and the cleaning time of the parts can be shortened.
以下、添付図面に基づき、本発明に係る両面研磨機の一実施例を説明する。 Hereinafter, an embodiment of a double-side polishing machine according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施例に係る両面研磨機において上定盤2を持ち上げた状態の斜視図である。この図に示すように、本実施例に係る両面研磨機は下定盤1と上定盤2とキャリア8とを備える。図2は下定盤1にキャリア8を配置した平面図であり、図3(a)はキャリア8の下面の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a state in which the
下定盤1及び上定盤2は、中央に円形の開口部を有する円盤であり、それぞれの対向面を研磨面とする。下定盤1は、その外径と内径の中間の円上に、所定の間隔を空けて配置した複数の貫通穴4を有する。上定盤2は、その上面に、研磨剤を研磨面に流し込むための周方向及び放射方向の流路10と、開口部の縁から内側(中心)方向に伸びた2本のフック17を有する。キャリア8は、被研磨物6を保持する保持穴を4つ有する円盤であり、外周にギアを持たず、図3(a)に示すように下面に突起部5を有する。なお、下定盤1の中央の開口部の中には、上定盤2を回転させるための上定盤駆動部3が配置され、上定盤駆動部3の上面の縁には、上定盤2の前記フック17と係合するための2つの切込が設けられている。
The
本実施例に係る両面研磨機による研磨は次のようにして行われる。まず、図1に示すようにキャリア8の突起部5を下定盤1の貫通穴4に挿入することにより、各キャリア8を下定盤1の所定の位置に取り付ける。次に、キャリア8に設けた保持穴に被研磨物6を挿入し、それらの上に上定盤2を載せる。このとき、上定盤2の荷重が各被研磨物6の上面に偏りなく加わるように、各キャリア8と各被研磨物6は、例えば図2に示すように対称に配置しておくことが望ましい。その後、上定盤2の流路10から研磨面に研磨剤を供給しつつ、下定盤駆動部(図示省略)及び上定盤駆動部3により下定盤1及び上定盤2を回転させると、それに伴ってキャリア8が遊星運動し、キャリア8に保持した被研磨物6の両面が研磨される。なお、下定盤1は、上定盤駆動部3とは別に下定盤駆動部と連結しており、上定盤2とは独立に回転することができる。
Polishing by the double-side polishing machine according to the present embodiment is performed as follows. First, as shown in FIG. 1, each
また、本実施例に係る両面研磨機によれば、上下定盤の金属面と被研磨物の間に研磨剤を介在させ、それらを擦り合わせることにより被研磨物を研磨すること、すなわちラッピングを行うことができる。また、上下定盤の金属面を柔らかい研磨布や研磨パッドで覆えば、それらに研磨剤を含ませて被研磨物を磨くこと、すなわちポリッシングを行うこともできる。 Further, according to the double-side polishing machine according to the present embodiment, an abrasive is interposed between the metal surface of the upper and lower surface plate and the object to be polished, and the object to be polished is polished by rubbing them, that is, lapping is performed. It can be carried out. Further, if the metal surface of the upper and lower surface plates is covered with a soft polishing cloth or polishing pad, it is possible to polish the object to be polished by adding an abrasive to them, that is, polishing.
ここで、定盤に設ける貫通穴4について説明する。本実施例では貫通穴4を下定盤1に設けるが、これは上定盤2に設けてもよい。貫通穴4の径は、突起部5よりも大きくし、突起部5と貫通穴4の間に隙間を生じるようにすることが望ましい。これにより、第一にキャリア8の自転がスムーズとなる。第二に、突起部5と貫通穴4の間の隙間を研磨剤が流れるようになるため、キャリア8の外周から中心に向けての研磨剤の流れが形成され、被研磨物全面への研磨剤の供給が可能となる。また、研磨剤が突起部5の回転における潤滑剤としての役割を果たすようになり、キャリア8のスムーズな回転に寄与する。更に、貫通穴4の径を更に大きくし、突起部5が貫通穴4の中で移動できるようにすることにより、上下定盤面をより広く研磨に利用できるようになる。
Here, the through
貫通穴4の数は、図2に示すように、本実施例では12箇所であり、同時に使用するキャリア8の枚数(4枚)よりも多い。これにより、キャリア8の取付位置を研磨のたびにずらして、定盤の消耗の偏りを低減させることができる。
As shown in FIG. 2, the number of through
キャリア8における突起部5の位置は、本実施例では図3(a)に示すようにキャリア8の中心としたが、図3(b)に示すように突起部35はキャリア38の中心から偏心した位置に設けてもよい。このことにより、第一にキャリア38はより大きな(それ自身の半径よりも大きな)被研磨物36を保持することができ、第二に被研磨物をより広い範囲の定盤面において回転させることができる。なお、突起部5,35は、キャリア8,38の下面に接着剤やネジ等で接合してもよいし、接合ではなくキャリアと一体型にして設けてもよい。
In this embodiment, the position of the
突起部5の長さは、キャリア8を下定盤1に取り付けた状態で、その下面から突出する程度にすることが望ましい。これにより、研磨終了後にキャリア8を取り外す際、下定盤1の下面から突出した突起部5を上方へ押し込むことにより研磨剤の表面張力で密着し下定盤1から取り外しにくくなったキャリア8であっても容易に取り外すことができる。また、突起部5は、図3(a)に示すように先に行くほど細くなる形状にしてもよい。これにより、貫通穴4との間を研磨剤がより流れやすくなる。
It is desirable that the length of the protruding
複数のキャリア8は、各々独立に自転可能であるため、研磨開始直後で各被研磨物6の厚さや表面粗さ等に差異があると自転速度は互いに異なる。しかし、研磨が進行してそれらが同程度になると自転速度はほぼ同一となる。そのため、研磨中に各キャリア8の自転速度を監視することで、各被研磨物6が均一に研磨されたかどうかを判断することができる。
各キャリア8の自転速度を最も簡便に監視する方法の一つは、各キャリア8が上下定盤1,2に挟まれた状態で、該キャリア8自体又は突起部5の一部が外部から視認可能であるようにしておくことである。この場合、キャリア8の外周の一部が上又は下定盤から露出するようにしたり、突起部5が上又は下定盤から突出するようにしておくと、視認が容易となる。更に、これらにマーカーを付しておくと、それらの回転速度の検出がより容易となる。
Since the plurality of
One of the simplest methods for monitoring the rotation speed of each
図4は、本実施例に係る両面研磨機においてキャリア8が遊星運動することを説明するための概念図である。ここで、キャリア8の遊星運動は公転と自転とに分けて説明することができる。
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining that the
まず、公転について説明すると、上述のとおり、キャリア8は突起部5と貫通穴4により下定盤1に固定されているため、下定盤1とともに上下定盤1,2の中心の回りに回転、すなわち公転するのは明らかである。
First, the revolution will be described. Since the
次に自転について説明する。キャリア8の自転は、慣性によるものと、上定盤2(非固定側定盤)との摩擦によるものとがある。まず、慣性による自転を説明する。図4(a)は回転する下定盤1を上方から見た図であり、下定盤1が下定盤回転方向15(時計回り)に回転し、その上面に取り付けたキャリア48が位置Aから位置B、位置C、位置D、位置Aの順に移動、すなわち公転する様子を示す。この間、キャリア48は突起部45を中心に回転自在であるため、慣性により公転中も定盤外の空間に対して一定の向きを維持する。したがって、時計回りに回転する下定盤1を基準とすれば、キャリア48は反時計回りに自転する。
Next, rotation will be described. The rotation of the
次に、上定盤2との摩擦による自転を説明する。図4(b)は回転する上定盤2を上方から見た図である。被研磨物56、66は、上面が上定盤2の下面に接しているため、上定盤2が上定盤回転方向16(反時計回り)に回転すると、被研磨物56、66は上定盤2との摩擦により、同じ方向に力19、20を受ける。これらの力の大きさは、被研磨物56、66と上定盤2の相対速度に比例するが、その相対速度は上定盤中心18からの距離に比例するため、内側の力19よりも外側の力20の方が大きい。これらの力19、20の差により、キャリア58は突起部55を中心に反時計回りに自転する。
Next, rotation by friction with the
以上のように、キャリア8は、下定盤1とともに公転しながら、回転する下定盤及1び上定盤2により反時計回りに自転する。つまり遊星運動する。なお、ここでは下定盤1と上定盤2を逆方向に回転させることとしたが、これに限らず、例えば上定盤2を静止し下定盤1のみを回転させる等、上下定盤の回転方向や回転速度を適宜定めても、上記原理により、キャリア8は遊星運動を行う。
As described above, the
本実施例に係る両面研磨機はエクスターナルギアやインターナルギアは不要であるが、それらを備える既存の両面研磨機を用いることも可能である。すなわち、既存の両面研磨機の下定盤または上定盤に本実施例の貫通穴4と同様の穴を設け、研磨目的に応じてキャリアをギヤ付のものと突起部付のものとで使い分けることができる。
The double-side polishing machine according to the present embodiment does not require an external gear or an internal gear, but it is also possible to use an existing double-side polishing machine equipped with them. That is, a hole similar to the through
また、本実施例に係る両面研磨機では、研磨を繰り返すことにより研磨面に生じるわずかな段差を修正するために、突起部5と同様の突起部を有する専用の修正キャリアを使用することができる。もしくは、上述のようにエクスターナルギア等も備えた両面研磨機であれば、外周にギアのある従来の修正キャリアを使用することもできる。
Further, in the double-side polishing machine according to the present embodiment, a dedicated correction carrier having a protrusion similar to the
1、71…下定盤
2、72…上定盤
3…上定盤駆動部
4…貫通穴
5、35、45、55…突起部
6、36、46、56、66、76…被研磨物
7、77…ギア
8、38、48、58、78…キャリア
10…流路
15…下定盤回転方向
16…上定盤回転方向
17…フック
18…上定盤中心
19、20…被研磨物の上面に加わる力
73…エクスターナルギア
74…インターナルギア
A…キャリア48の位置A
B…キャリア48の位置B
C…キャリア48の位置C
D…キャリア48の位置D
DESCRIPTION OF
B: Position B of carrier 48
C: Position C of carrier 48
D: Position D of carrier 48
Claims (7)
前記キャリアが片面に突起部を有し、
前記下定盤または上定盤が、前記突起部を挿入することができる貫通穴を有することを特徴とする両面研磨機。 In a double-side polishing machine that sandwiches a carrier holding an object to be polished between a lower surface plate and an upper surface plate, and polishes the upper and lower surfaces of the object to be polished by planetary movement of the carrier,
The carrier has a protrusion on one side;
The double-side polishing machine, wherein the lower surface plate or the upper surface plate has a through hole into which the protrusion can be inserted.
前記貫通穴が、該貫通穴に挿入した前記突起部との間に隙間を生じることを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to claim 1,
A double-side polishing machine, wherein the through hole creates a gap between the through hole and the protrusion inserted into the through hole.
前記貫通穴が、下定盤または上定盤に、同時に使用するキャリアの数よりも多く設けられていることを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to claim 1 or 2,
The double-side polishing machine is characterized in that the through holes are provided in the lower surface plate or the upper surface plate more than the number of carriers used simultaneously.
前記突起部が前記キャリアの中心から偏心した位置にあることを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to any one of claims 1 to 3,
The double-side polishing machine, wherein the protrusion is in a position eccentric from the center of the carrier.
前記貫通穴が下定盤に設けられ、
前記キャリアを下定盤に取り付けた状態で、前記突起部が下定盤の下面から突出することを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to any one of claims 1 to 4,
The through hole is provided in the lower surface plate,
The double-side polishing machine, wherein the protrusion protrudes from the lower surface of the lower surface plate with the carrier attached to the lower surface plate.
前記キャリアが上下定盤の間に挟まれた状態で、該キャリア自体または前記突起部の一部が外部から視認可能であることを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to any one of claims 1 to 5,
A double-side polishing machine, wherein the carrier itself or a part of the protrusion is visible from outside in a state where the carrier is sandwiched between upper and lower surface plates.
前記キャリアの外周の一部が上又は下定盤から露出していることを特徴とする両面研磨機。 The double-side polishing machine according to claim 6,
A double-side polishing machine characterized in that a part of the outer periphery of the carrier is exposed from the upper or lower surface plate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007194117A JP2009028826A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Double side polisher |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2007194117A JP2009028826A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Double side polisher |
Publications (1)
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JP2007194117A Pending JP2009028826A (en) | 2007-07-26 | 2007-07-26 | Double side polisher |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN108687650A (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-23 | 创技股份有限公司 | Two sides grinding device |
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2007
- 2007-07-26 JP JP2007194117A patent/JP2009028826A/en active Pending
Cited By (2)
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CN108687650A (en) * | 2017-04-05 | 2018-10-23 | 创技股份有限公司 | Two sides grinding device |
CN108687650B (en) * | 2017-04-05 | 2022-05-03 | 创技股份有限公司 | Double-side grinding device |
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