JP2635522B2 - 板状物研磨装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば液晶用の硝子
板、金属板、半導体のシリコン基板、セラミックス基板
など各種板状物の平面を研磨するのに使用される板状物
研磨装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の研磨装置は、図５に示す
ように、機枠51と、この機枠51側に上下で相対向させて
配置されかつ相対的に接近離間自在な加圧体52ならびに
研磨盤53と、この一枚の研磨盤53に連動する回転駆動装
置（図示せず）と、一枚の加圧体52を取付けた可動枠体
54を往復動させる往復動装置55などにより構成されてい
る。

【０００３】この従来構成によると、研磨盤53を縦軸心
の周りに強制回転させた状態で、保持キャリアにより板
状の被研磨物56を保持した加圧体52を下降して、被研磨
物56の被研磨面を研磨盤53に加圧当接させることで、こ
の被研磨面を研磨し得、その際に加圧体52は、回転継手
を介してフリクションによる連れ回り回転される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来構成にお
いて、研磨しようとする被研磨物56の形状（大きさな
ど）は種々であり、そのために従来では、複数種の被研
磨物56に対応して複数台の板状物研磨装置50が設置され
ていた。すなわち、たとえば大形状用の板状物研磨装置
と小形状用の板状物研磨装置との二台の板状物研磨装置
50を設置しており、これによると、装置間の必要間隔を
含めて広い設置面積（スペース）が必要になり、しかも
作業員の移動距離が長くて、一人あたりの作業効率が悪
いものであった。特に研磨作業の多くは、運転費が高
く、出来るだけコンパクトに形成したいクリーンルーム
内で行われており、したがって設置面積が大きいこと
は、それだけクリーンルームの利用効率が低いものにな
る。

【０００５】本発明の目的とするところは、一台で種々
な形状の板状物を研磨し得る板状物研磨装置を提供する
点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明の板状物研磨装置は、機枠と、この機枠側に上下で
相対向させて配置されかつ相対的に接近離間自在な加圧
体ならびに研磨盤と、この研磨盤に連動する回転駆動装
置とを有し、前記機枠側の複数箇所に加圧体取付部を設
けるとともに、これら加圧体取付部に対して加圧体を着
脱自在に構成している。

【０００７】

【作用】かかる本発明の構成によると、各加圧体取付部
に小形状用の加圧体を取付けたのち、加圧体群と研磨盤
とを相対的に離間させることで、各加圧体側に小形状の
板状物をセットし得る。次いで、回転駆動装置の作動に
より研磨盤を強制的に回転した状態で、加圧体群と研磨
盤とを相対的に接近動させて、板状物を研磨盤に当接
（圧接）させる。この当接によって、複数枚の小形状の
板状物に対して所期の研磨を一挙に行え、その際に各加
圧体は、それぞれフリクションによる連れ回り回転され
る。

【０００８】また一箇所の加圧体取付部に大形状用の加
圧体を取付け、そして残り箇所の加圧体取付部から加圧
体を除去した状態で、研磨盤と加圧体を相対的に離間さ
せることにより、加圧体側に大形状の板状物をセットし
得る。その後は、上述と同様にして、一枚の大形状の板
状物に対する研磨を行える。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の一実施例を図１〜図４に基
づいて説明する。１は機枠で、空間２を形成する箱枠状
の下部機枠３と、この下部機枠３の一側上面から立設さ
れた上部機枠４と、可動枠体（後述する。）などから構
成される。前記下部機枠３側には、研磨盤10が縦方向の
回転軸心11の回りで回転自在に設けられるとともに、研
磨盤10に連動する回転駆動装置12が設けられる。

【００１０】すなわち、下部機枠３の上板の中央部に開
口５が形成されるとともに、この開口５を通して筒部材
13が配置され、この筒部材13は、フランジ部14を介して
上板に載置され固定されている。そして筒部材13に挿通
された縦方向の回転軸15が、この筒部材13に軸受16を介
して回転自在に支持されるとともに、回転軸15の上端に
前記研磨盤10が固定されている。前記下部機枠３から上
部機枠４への内部間に亘って減速機付きのモータ17が配
置され、その下向きの駆動軸18と前記回転軸15の下端と
が、前記空間２内に位置された無端伝動装置19を介して
連動連結されている。以上の13〜19により研磨盤10の回
転駆動装置12が構成される。

【００１１】前記上部機枠４の上端には、機枠１の一部
を構成しかつ長方形で箱枠状の可動枠体20が設けられ
る。すなわち上部機枠４の上面には水平方向のガイドレ
ール21が、回転軸心11に対して接近離間方向で一対に配
設され、これらガイドレール21に前記可動枠体20が、摺
動体22を介して支持案内されるべく配設されている。

【００１２】前記可動枠体20側には、加圧体（プレッシ
ャープレート）30，30Ａ，30Ｂの単数または複数が着脱
自在に設けられる。すなわち、可動枠体20の遊端でかつ
所定間隔Ｌを置いた左右二箇所（複数箇所）には、それ
ぞれ筒状のガイド部材31Ａ，31Ｂが上下方向に配設さ
れ、これらガイド部材31Ａ，31Ｂの上にシリンダー本体
32Ａ，32Ｂが固定されている。そして各シリンダー本体
32Ａ，32Ｂ内に配設されたピストン33Ａ，33Ｂから、加
圧体取付部の一例となる昇降軸（ピストンロッド）34
Ａ，34Ｂが垂設されている。

【００１３】両昇降軸34Ａ，34Ｂは前記ガイド部材31
Ａ，31Ｂに挿通され、そして下端には、軸受（球面ベア
リング）35Ａ，35Ｂを介して前記加圧体30，30Ａ，30Ｂ
が遊転自在にかつ着脱自在に取付けられる。したがって
ピストン33Ａ，33Ｂの作動により昇降軸34Ａ，34Ｂを昇
降動させることで、研磨盤10に対して加圧体30，30Ａ，
30Ｂが上方から相対的に接近離間動される。これら加圧
体30，30Ａ，30Ｂの下面には、複数のボルトを介して保
持キャリア36，36Ａ，36Ｂが取付けられる。37Ａ，37Ｂ
は、シリンダー本体32Ａ，32Ｂ内に連通した給排管を示
す。

【００１４】前記機枠１には、可動枠体20を往復動Ｃさ
せる往復動装置40が、その往復動ピッチを調整自在とし
て設けられる。すなわち上部機枠４の一側部には上向き
のギヤードモータ41が配設され、その出力軸42に円板体
43が取付けられている。この円板体43には、出力軸42か
らの距離が異なる複数の連結孔44が形成され、これら連
結孔44の一つを使用して、クランクロッド45の一端が縦
ピン46を介して連結され、またクランクロッド45の他端
は、可動枠体20からのブラケット47に縦ピン48を介して
連結されている。

【００１５】ここで縦ピン46，48間の長さは、クランク
ロッド45をターンバックル形式にすることにより、また
は縦ピン46に対するクランクロッド45の連結位置を変更
自在にすることなどにより、調整自在に構成されてい
る。なお研磨盤10の周辺と下部は、カバーを兼ねる排液
ダクト６で囲まれている。９，９Ａ，９Ｂは板状物であ
る被研磨物を示す。

【００１６】以下に、上記実施例における研磨作業を説
明する。図１、図２は、両昇降軸34Ａ，34Ｂに小形状用
の加圧体30Ａ，30Ｂを取付けた状態を示している。まず
シリンダー装置部の収縮動によりピストン33Ａ，33Ｂと
ともに昇降軸34Ａ，34Ｂを上昇させ、研磨盤10に対して
加圧体30Ａ，30Ｂを離間させた状態で、各保持キャリア
36Ａ，36Ｂの中に小形状の被研磨物９Ａ，９Ｂがセット
される。

【００１７】次いで、シリンダー装置部の伸展動により
ピストン33Ａ，33Ｂとともに昇降軸34Ａ，34Ｂを下降さ
せることで、図２に示すように加圧体30Ａ，30Ｂを下降
して各被研磨物９Ａ，９Ｂを研磨盤10に当接（圧接）さ
せる。この当接の前において各モータ17，41が稼働さ
れ、各部を回転動や往復移動させて所期の研磨を行う。
すなわち回転駆動装置12におけるモータ17の回転は、無
端伝動装置19を介して回転軸15に伝達され、この回転軸
15に固定している研磨盤10を回転軸心11の周りに回転Ｄ
させる。

【００１８】また往復動装置40のギヤードモータ41の回
転により、円板体43を介して偏心位置の縦ピン46を回転
させることで、クランクロッド45を揺動させながら押し
引き動させる。これによりクランクロッド45に縦ピン48
とブラケット47とを介して連結されている可動枠体20が
ガイドレール21に支持案内されて往復動され、以て可動
枠体20側で支持している両加圧体30Ａ，30Ｂを高速で往
復動Ｃさせる。

【００１９】このような各部の動作に基づいて、両被研
磨物９Ａ，９Ｂの被研磨面が研磨される。すなわち研磨
盤10は強制的に回転Ｄされることになり、そして加圧体
30Ａ，30Ｂは軸受35Ａ，35Ｂを介してフリクションによ
る連れ回り回転Ａ，Ｂされることになる。さらに加圧体
30Ａ，30Ｂを有する可動枠体20が横に往復動Ｃされて、
加圧体30Ａ，30Ｂの回転軸心の位置を変位させることに
なる。

【００２０】したがって、この状態で両被研磨物９Ａ，
９Ｂに対して全面均一状に圧力をかけることによって、
小形状の両被研磨物９Ａ，９Ｂに対する研磨盤10による
研磨は、全面で均一状にかつ一挙に行える。なお研磨
は、水や油や研磨液を供給しながら（かけながら）行わ
れ、その際に水などは排液ダクト６を介して回収し得
る。

【００２１】図３、図４は、一方の昇降軸34Ｂ（または
34Ａ）に大形状用の加圧体30を取付けた状態を示してい
る。このとき他方の昇降軸34Ａ（または34Ｂ）からは加
圧体30Ａ（または30Ｂ）が除去されている。まずシリン
ダー装置部の収縮動によりピストン33Ｂとともに昇降軸
34Ｂを上昇させ、研磨盤10に対して加圧体30を離間させ
た状態で、保持キャリア36の中に大形状の被研磨物９が
セットされる。

【００２２】次いで、シリンダー装置部の伸展動により
ピストン33Ｂとともに昇降軸34Ｂを下降させることで、
図４に示すように加圧体30を下降させて研磨盤10に当接
（圧接）させる。そして回転駆動装置12により研磨盤10
を回転Ｄさせるとともに、往復動装置40により、可動枠
体20側で支持している加圧体30を高速で往復動Ｃさせ
る。

【００２３】このような各部の動作に基づいて、被研磨
物９の被研磨面が研磨される。すなわち研磨盤10は強制
的に回転Ｄされ、加圧体30は軸受35Ｂを介してフリクシ
ョンによる連れ回り回転Ｂされることになる。さらに加
圧体30を有する可動枠体20が横に往復動Ｃされて、加圧
体30の回転軸心の位置を変位させる。したがって、この
状態で被研磨物９に対して全面均一状に圧力をかけるこ
とによって、大形状の被研磨物９に対する研磨盤10によ
る研磨は全面で均一状に行える。

【００２４】上述のような研磨作業において、被研磨物
９，９Ａ，９Ｂは、丸や矩形など種々な形状であり、そ
れに応じて保持キャリア36，36Ａ，36Ｂは、保持部形状
が異なる複数種が任意に使用される。

【００２５】たとえば被研磨物９，９Ａ，９Ｂが長方形
板状物の場合、その形状（長さ）に応じて調整が行われ
る。すなわち往復動装置40において、縦ピン46による連
結が外され、そして目的とする連結孔44を使用して、ク
ランクロッド45の一端が縦ピン46を介して連結される。
さらに、ターンバックル操作や、縦ピン46に対するクラ
ンクロッド45の連結位置の変更などにより、縦ピン46，
48間の長さが調整される。これらの操作により、可動枠
体20、すなわち加圧体30，30Ａ，30Ｂの往復動の範囲
（長さ）、ならびに往復動Ｃを行う位置を調整し得る。

【００２６】このような調整により加圧体30，30Ａ，30
Ｂ側で保持された被研磨物９，９Ａ，９Ｂを、異なる往
復動Ｃの範囲で、かつ変位した往復動位置で連れ回り回
転Ａ，Ｂさせて、長方形板状物の上面に対する当接を上
面全域で均一状に行え、以て研磨残りの生じない研磨を
行える。その際に、長方形板状物の長辺側と短辺側で、
加圧体30，30Ａ，30Ｂの往復動Ｃを同期させ得るように
構成したときには、短辺側で加圧体30，30Ａ，30Ｂが長
方形板状物の外辺に寄り過ぎて、長方形板状物の平面性
が損なわれるのを防ぐことができる。

【００２７】上述のような研磨作業において、各モータ
17，41側の回転速度、すなわち研磨盤10の回転数など
は、たとえば操作盤の操作により任意に調整し得、これ
により、被研磨物９，９Ａ，９Ｂに対する出来るだけ均
一な滑り速度を得られる。

【００２８】上記実施例では、加圧体30，30Ａ，30Ｂを
昇降させることで、研磨盤10と加圧体30，30Ａ，30Ｂと
を相対的に接近離間自在としているが、これは研磨盤10
を昇降させる形式であってもよい。また研磨盤10と加圧
体30，30Ａ，30Ｂとは天地を逆にして配設してもよい。

【００２９】上記実施例では、シリンダー装置により加
圧体30，30Ａ，30Ｂを昇降させているが、これはサーボ
モータなど、他の手段により昇降させてもよい。また上
記実施例では、両昇降軸34Ａ，34Ｂに対してそれぞれシ
リンダー装置部が設けられているが、これは共通のシリ
ンダー装置部により両昇降軸34Ａ，34Ｂを昇降させても
よい。

【００３０】上記実施例で示すように、加圧体取付部で
ある昇降軸34Ａ，34Ｂなどを左右一対（二箇所）に設
け、そして両昇降軸34Ａ，34Ｂの軸心を結ぶ水平線が回
転軸心11と交差するように配置したときには、最も効率
よく配置できるが、本発明においては、水平線を回転軸
心11から外して配置した実施例であってもよい。また加
圧体取付部である昇降軸などは三箇所以上の複数箇所で
あってもよい。

【００３１】

【発明の効果】上記構成の本発明によると、各加圧体取
付部に小形状用の加圧体を取付けることで、複数枚の小
形状の板状物に対して所期の研磨を一挙に行うことがで
き、また一箇所の加圧体取付部に大形状用の加圧体を取
付けることで、一枚の大形状の板状物に対する研磨を行
うことができる。このように一台で種々な形状の板状物
を研磨でき、したがって、従来の二台設置形式に比べ
て、狭い設置面積（約60％）に節約できるとともに、作
業員の移動距離を短くできて、一人あたりの作業効率を
良いものにできる。特に研磨作業をクリーンルーム内で
行うときには、設置面積が小さいことで、クリーンルー
ムの利用効率を高くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示し、板状物研磨装置に複
数の加圧体を装着した時の平面図である。

【図２】同板状物研磨装置に複数の加圧体を装着した時
の一部切欠き側面図である。

【図３】同板状物研磨装置に単数の加圧体を装着した時
の平面図である。

【図４】同板状物研磨装置に単数の加圧体を装着した時
の正面図である。

【図５】従来例を示し、板状物研磨装置の平面図であ
る。

【符号の説明】

１ 機枠 ６ 排液ダクト ９ 被研磨物（板状物） ９Ａ 被研磨物（板状物） ９Ｂ 被研磨物（板状物） 10 研磨盤 12 回転駆動装置 15 回転軸 17 モータ 20 可動枠体 30 加圧体 30Ａ 加圧体 30Ｂ 加圧体 32Ａ シリンダー本体 32Ｂ シリンダー本体 34Ａ 昇降軸（加圧体取付部） 34Ｂ 昇降軸（加圧体取付部） 36 保持キャリア 36Ａ 保持キャリア 36Ｂ 保持キャリア 40 往復動装置 Ａ 連れ回り回転 Ｂ 連れ回り回転 Ｃ 往復動 Ｄ 研磨盤10の回転

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機枠と、この機枠側に上下で相対向させ
   て配置されかつ相対的に接近離間自在な加圧体ならびに
   研磨盤と、この研磨盤に連動する回転駆動装置とを有
   し、前記機枠側の複数箇所に加圧体取付部を設けるとと
   もに、これら加圧体取付部に対して加圧体を着脱自在に
   構成したことを特徴とする板状物研磨装置。