JP2694197B2 - 研摩テープを使用した平面研摩装置における研摩テープの張力制御装置 - Google Patents

研摩テープを使用した平面研摩装置における研摩テープの張力制御装置

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JP2694197B2 JP26466389A JP26466389A JP2694197B2 JP 2694197 B2 JP2694197 B2 JP 2694197B2 JP 26466389 A JP26466389 A JP 26466389A JP 26466389 A JP26466389 A JP 26466389A JP 2694197 B2 JP2694197 B2 JP 2694197B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、研摩ヘッドが微小範囲内で高サイクルの往
復直線運動を行い、圧接ロールに巻回されている研摩テ
ープを低速度で走行させつつ、この圧接ロールを被研摩
物に圧接させて、研摩量が微少な平面研摩を行う構成の
研摩テープを使用した平面研摩装置における研摩テープ
の張力制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
研摩テープを使用した平面研摩装置の概要を、第6図
を参照にして説明する。
この平面研摩装置の最大の特徴は、微小範囲内で高サ
イクルの往復直線運動を行う研摩ヘッドH′を備えてい
ることである。
この研摩ヘッドH′は、案内レール1にスライドブロ
ック2がスライド可能に嵌め込まれ、支点ピン3を中心
にして回動するレバー4の一端部と、スライドブロック
2とが連結ロッド5で連結されていると共に、レバー4
の他端部と、回転円板6に偏心して取付けられたクラン
クピン7とがクランクロッド8で連結され、回転円板6
の回転によって、スライドブロック2に取付けられた圧
接ロール9が、微小範囲内において往復直線運動を行う
構成である。
この圧接ロール9には、研摩テープ11が巻回されてお
り、未使用の研摩テープ11は、巻出しリール12に巻回さ
れていると共に、使用済の研摩テープ11は、巻取りリー
ル13に巻回され、巻出しリール12には、ブレーキ用モー
タM1が取付けられていると共に、巻取りリール13には、
巻取り用モータMM2が取付けられている。いずれのモー
タM1,M2も、加えられる電圧の変化によって、発生トル
クが変化するトルクモーターから成る。なお、図中14
は、スライドブロック2に取付けられた案内ロール、15
a,15bは、装置のヘッド部(図示せず)に取付けられた
一対の案内ロール、16は、スライドブロック2の運動に
よって生ずる振動を吸収するための防振スプリングを示
す。
圧接ロール9が所定の圧接力Pで被研摩物Wに圧接さ
れた状態で、スライドブロック2が往復直線運動を行う
と共に、圧接ロール9に巻回されている研摩テープ11が
低速度で走行して、常に新しい研摩テープ11によって、
被研摩物Wが研摩される。
ここで、巻出しリール12に取付けられているブレーキ
用モーターM1のブレーキトルクは、巻取られている研摩
テープ11の径に比例して小さくなるようにしてある。こ
れにより、研摩テープ11の張力Tがほぼ一定となるよう
にしてあり、この張力Tは、圧接ロール9に巻回されて
いる研摩テープ11が、研摩中に圧接ロール9に対してず
れない大きさになっている。
そして、ブレーキモーターM1のブレーキトルクが、巻
出しリール12に巻回されている研摩テープ11の径に比例
して小さくならない場合には、研摩テープ11の張力T
は、一定とならない。
研摩テープ11の張力Tが設定張力よりも小さくなった
場合には、圧接ロール9の部分において、研摩テープ11
が圧接ロール9に対してずれることがあり、これにより
研摩精度、及び研摩能率の双方が低下してしまうと共
に、その張力Tが設定張力よりも大きくなった場合に
も、圧接ロール9の圧接力が微妙に変化して、研摩精度
が低下する。
〔発明が解決しようとする課題〕 本発明は、研摩テープを使用した平面研摩装置の有す
る上記したような問題に鑑み、研摩中の圧接ロールの圧
接力を検出し、この結果を、巻出しリールにブレーキト
ルクを加えているブレーキ用モーターにフィードバック
させて、研摩テープの張力を一定に保持し、これにより
圧接ロールの圧接力を一定にして、研摩能率、及び精度
の双方を高めることを課題としてなされたものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために本発明の採用した手段は、
中央部の支点軸を中心にして回動する二股レバー部材を
前記スライドブロックの前面に取付け、該二股レバー部
材の一端部に圧接ロールを取付け、該圧接ロールの圧接
力の反力によって、二股レバー部材の他端部をスライド
ブロックに取付けられたロードセルに圧接させ、該ロー
ドセルによって検出された圧接ロールの圧接力の大きさ
に応じて、巻出しリールに作用しているブレーキトルク
を調整するようにしたことである。
〔発明の作用〕
二股レバー部材の一端部に取付けられている圧接ロー
ルに研摩テープが巻回されているので、研摩テープの張
力の変動によって、被研摩物に対する圧接ロールの圧接
力が変化する。また、圧接ロールの圧接力の反力が、二
股レバー部材を介してロードセルに作用しているので、
ロードセルによって圧接力が検出され、この結果を巻出
しリールにブレーキトルクを加えているブレーキ用モー
ターにフィードバックして、ブレーキトルクの調整を行
うと、研摩中における研摩テープの張力が一定となっ
て、圧接ロールの圧接力もこれに対応して一定となり、
研摩精度、及び能率の双方が向上する。
〔実施例〕
以下、実施例を挙げて、本発明を更に詳細に説明す
る。なお、上記した「従来の技術」の項目で説明した部
分と同一部分には、同一符号を付し、重複説明を避け
て、本発明に係わる部分についてのみ説明する。
第1図ないし第4図に研摩ヘッドHが示されており、
二股レバー部材17は、中央部に支点軸18が設けられてお
り、スライドブロック2の前面に二股レバー部材17が支
点軸18を中心にして回動可能に取付けられている。スラ
イドブロック2の前面には、二股レバー部材17と隣接し
てロードセルユニット19が取付けられている。なお、第
1図及び第3図において、Cは、二股レバー部材17の支
点軸18の軸心を示す。
このロードセルユニット19は、第4図の拡大断面図で
示されているように、ユニット本体21がスライドブロッ
ク2に固定され、先端部が閉塞されている筒体22がユニ
ット本体21に摺動可能に内装されている。この筒体22の
外周面には段付部22aが設けられていて、所定位置から
はユニット本体21に対して突出しない構造になってい
る。ユニット本体21には、調整ナット23が螺合され、こ
の調整ナット23の内側に設けられたスプリング受け24
と、筒体22の先端の閉塞部との間に圧縮スプリング25が
弾装されている。筒体22の先端部に、ロードセル26が取
付けられている。このロードセル26の部分に過大な力が
加わると、圧縮スプリング25の復元力に抗して、筒体22
がユニット本体21内に押し込められ、これにより異常時
における安全が図られている。
圧縮スプリング25の復元力は、通常の研摩中において
ロードセル26に作用する力に比較して遥かに大きいよう
に設定してある。
二股レバー部材17の一端部に、圧接ロール9と案内ロ
ール14とが取付けられ、その他端部に取付けられた圧接
ボルト27が、ロードセルユニット19の筒体22の先端に取
付けられたロードセル26に圧接している。
装置のヘッド部(図示せず)には、一対の案内ロール
15a,15bと、同28と、同29と、ドライブロール31とが取
付けられ、巻出しリール12から巻出される研摩テープ11
は、案内ロール28、同15a、同14、圧接ロール9、案内
ロール15b、ドライブロール31、及び案内ロール29の順
序で巻き掛けられて、巻取りリール13に巻取られるよう
になっている。
ドライブロール31には、可変速モーターM3が取付けら
れており、このドライブロール31の駆動回転によって、
これよりも上流側の研摩テープ11が可変速モーターM3
設定速度で巻取られ、ドライブロール31で巻取られた研
摩テープ11は、巻取りリール13に巻取られるようになっ
ている。従って、研摩テープ11は、ブレーキ用モーター
M1のブレーキトルクに対応した張力Tで巻出しリール12
から巻出されると共に、可変速モーターM3によって設定
される速度で走行することになる。
研摩テープ11が巻回されている圧接ロール9は、被研
摩物Wに所定の圧接力Pで圧接した状態で、高サイクル
の往復直線運動を行って、被研摩物Wの研摩を行う。
ここで、圧接ロール9の圧接力Pの反力は、二股レバ
ー部材17を介して前記ロードセル26に作用しているた
め、このロードセル26によって圧接ロール9の圧接力P
が検出される。圧接ロール9は、二股レバー部材17の一
端部に取付けられているので、研摩テープ11の張力Tが
変動すると、圧接ロール9の圧接力Pが変動する。即
ち、研摩テープ11の張力Tが大きくなると、圧接ロール
9の圧接力Pは小さくなる。前述したように、研摩テー
プ11の張力Tが一定となるように、巻出しリール12に巻
取られている研摩テープ11の径が小さくなるに応じて、
ブレーキ用モーターM1のブレーキトルクを小さくしてい
るが、研摩中において研摩テープ11の張力Tに変動が生
ずることがある。
本発明においては、第5図に示されるように、ロード
セル26によって検出された圧接ロール9の圧接力Pを電
気量e0に変換して、比較回路32に入力し、この比較回路
32内において、設定した圧接力P0に対応する電気量eと
比較され、両者に差がある場合には、これが電気信号f
として、ブレーキ用モーターM1の制御回路33に入力さ
れ、これによりブレーキ用モーターM1のブレーキトルク
の調整を行って、研摩テープ11の張力Tを調整してい
る。研摩テープ11の張力Tの調整によって、圧接ロール
9の圧接力Pが調整される。
このように、本発明においては、ロードセル26によっ
て圧接ロール9の圧接力Pを検出し、この結果をブレー
キ用モーターM1にフィードバックして、研摩テープ11の
張力Tを制御しているので、研摩中における研摩テープ
11の張力Tを一定に保持できる。この結果、圧接ロール
9の圧接力Pも一定となる。
〔発明の効果〕
本発明は、中央部の支点軸を中心にして回動する二股
レバー部材を前記スライドブロックの前面に取付け、該
二股レバー部材の一端部に圧接ロールを取付け、該圧接
ロールの圧接力の反力によって、二股レバー部材の他端
部をスライドブロックに取付けられたロードセルに圧接
させ、該ロードセルによって検出された圧接ロールの圧
接力の大きさに応じて、巻出しリールに作用するブレー
キトルクを調整するように構成されているので、研摩中
における研摩テープの張力を一定に保持することができ
て、圧接ロールの圧接力が一定となり、この結果、研摩
精度、及び能率の双方を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は、本発明を説明するための図であ
って、第1図は、本発明に係わる張力制御装置を装着し
てある研摩ヘッドHの斜視図、第2図は、同じく正面
図、第3図は、同じく平面図、第4図は、ロードセルユ
ニット19の拡大断面図、第5図は、本発明によって研摩
テープ11の張力Tが制御される内容を示すフローチャー
トである。 第6図は、従来の研摩テープを使用した平面研摩装置の
正面図である。 本発明を構成している主要部分の符号の説明は以下の通
りである。 H:研摩ヘッド、M1:ブレーキ用モーター M2:巻取り用モーター P:圧接ロールの圧接力 T:研摩テープの張力、W:被研摩物 2:スライドブロック、9:圧接ロール 11:研摩テープ、12:巻出しリール 13:巻取りリール、17:二股レバー部材 18:二股レバー部材の支点軸 26:ロードセル

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スライドブロックと一体となって圧接ロー
    ルが微小範囲内で高サイクルの往復直線運動を行う構成
    の研摩ヘッドを備えており、ブレーキトルクに抗して巻
    出しリールから巻出される研摩テープを前記圧接ロール
    に巻回させて、巻取りリールで巻取ることにより、該研
    摩テープを低速度で走行させつつ、前記圧接ロールを被
    研摩物に圧接させて平面研摩を行う構成の平面研摩装置
    において、 中央部の支点軸を中心にして回動する二股レバー部材を
    前記スライドブロックの前面に取付け、該二股レバー部
    材の一端部に前記圧接ロールを取付け、該圧接ロールの
    圧接力の反力によって、二股レバー部材の他端部をスラ
    イドブロックに取付けられたロードセルに圧接させ、該
    ロードセルによって検出された圧接ロールの圧接力の大
    きさに応じて、巻出しリールに作用しているブレーキト
    ルクを調整して、研摩中の研摩テープの張力を一定に保
    持するように構成されていることを特徴とする研摩テー
    プを使用した平面研摩装置における研摩テープの張力制
    御装置。
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JPH05177523A (ja) * 1991-06-06 1993-07-20 Commiss Energ Atom 張設された微小研磨剤小板、および改良されたウエハー支持ヘッドを備えた研磨装置
US6503131B1 (en) * 2001-08-16 2003-01-07 Applied Materials, Inc. Integrated platen assembly for a chemical mechanical planarization system
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