JP3366061B2 - 両面研磨機定盤の洗浄装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、ガラスや金属板、水
晶、シリコンウエハー等の被加工物に対して、定盤を用
いて平行に研削する両面研磨機において、定盤の清浄作
業を行う洗浄装置に関し、特に、両面研磨機の上下に配
置する定盤の研磨面に対して高圧水を噴出させることに
より、定盤の溝に残留する研削屑や研磨材を除去する作
業を自動的に行い得るようにする装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】ガラス板やシリコンウエハー、金属板等
の上下の面を平行に仕上げるために、従来より両面研磨
機を用いて加工することが行われている。前記両面研磨
機においては、例えば、実公昭６０−１２６９１号公報
等に示されるように、被加工物を上下から挟むようにし
て２つの定盤を配置し、前記定盤を支持する垂直軸を介
して反対方向に駆動しながら、被加工物の上下の面が平
行になるような加工を行うようにしている。前記両面研
磨機では、例えば、図７に示されるように、研磨面１５
に多数の縦横の溝１６、１７を設けて定盤１０を構成
し、前記定盤１０を一方向に回転させ、前記定盤の研磨
面に対応させて、被加工物８を支持するキャリヤ７を配
置している。 【０００３】また、前記定盤の研磨面１５は、図８に示
されるように、深い溝を設けているもので、前記溝１６
の幅Ｈを１mm程度に形成し、溝の深さＤを１０〜１５mm
程度に設定し、前記溝を介して研磨屑や水等が排除され
得るようにする。そして、前記キャリヤ７の周囲に設け
たギヤを、中ギヤ５と外ギヤ６のギヤに噛み合わせて被
加工物を定盤に対して回転させながら、被加工物の表面
を研磨することができるようにする。前記研磨面１５を
設けた定盤を被加工物の上下に配置して、２つの定盤が
被加工物に対して軽く接する状態に配置し、研磨用の水
や研磨材等を供給しながら、被加工物の上下の面を定盤
により平行になるように研磨する作業を行うようにして
いる。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】前記定盤により被加工
物の研磨の作業を行った後で、定盤の溝の中に研磨屑や
研磨材等が残留するので、作業の終了後に、両面研磨機
から定盤を取り外し、定盤の溝から研磨屑等を除去する
ことが必要とされる。ところが、定盤の研磨面に設けら
れる溝は、幅が非常に狭く深く形成されているものであ
り、その溝に入り込んだ研磨屑や研磨材等が固化しかけ
た状態にあるために、溝から容易に除去できないという
問題がある。そこで、従来より幅の狭い金属板部材を溝
の中に挿入して、研磨屑等を掻き出すような手段が用い
られているが、定盤の研磨面に設ける縦横の溝の数が非
常に多いために、清浄作業に多くの時間を必要とし、能
率の良くない作業を強いられるという欠点がある。さら
に、定盤の溝の中から研磨材や研磨屑等を完全に除去し
ない状態で、次の研磨作業を行った場合には、研磨に要
する時間が長くなることの他に、研磨屑の固まりが研磨
中の被加工物の研磨面に接して、研磨面を傷付けたり、
破損することがあり、研磨中と、作業後の清浄作業を十
分に行うことが求められることが多い。 【０００５】 【発明の目的】本発明は、前述したような定盤の清浄作
業の問題を解消するもので、上下に対向して配置した定
盤の研磨面に対して、ノズル装置から高圧水を噴射し
て、溝に入り込んだ研磨屑等を自動的に除去できるよう
にするとともに、水が周囲に飛散することを防止できる
ようにする両面研磨機定盤の洗浄装置を提供することを
目的としている。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明は、上部定盤と下
部定盤とを対向させて配置し、前記２つの定盤の対向す
る研磨面により、被加工物の上下の面を平行に研磨する
両面研磨機に対して、前記上下の定盤の間にノズル装置
を移動可能に配置し、前記ノズル装置の上下に配置する
ノズルから高圧の水を噴出させるように設ける洗浄装置
に関する。請求項１の発明は、前記ノズル装置を設ける
洗浄装置には、ノズル装置の支持部材の高さを設定する
手段と、ノズル装置を往復移動させる手段、および、高
圧水をノズル装置に向けて供給する手段を設け、往復移
動手段に接続されるパイプの端部に前記ノズル装置を支
持させ、前記ノズル装置には、ノズルを中心にしてカバ
ー部材と、前記カバー部材の先端部に設けるブラシ部材
とを配置し、前記ブラシ状の部材の突出高さをノズルと
研磨面の間隔に対応させて構成して、定盤の研磨面を洗
浄した水の飛散防止手段を構成し、前記両面研磨機の定
盤を回転させるとともに、ノズル装置を定盤に対してラ
ジアル方向に往復移動させながら、前記ノズルから噴出
される高圧水により、定盤の溝に残留する研磨屑等を除
去することを特徴とする。 【０００７】 【０００８】 【作用】本発明の両面研磨機定盤の洗浄装置において
は、被加工物に対する研磨作業が終了した後で、上下の
定盤の間に所定の間隔を開け、ノズル装置を挿入すると
ともに、洗浄装置から高圧水をノズル装置に向けて送り
出すようにする。そして、定盤を低速で回転させるとと
もに、ノズル装置を洗浄装置から出没させる方向に往復
駆動し、研磨ノズルから５０〜１００気圧程度の高圧水
を噴射して、定盤の溝に入り込んでいる研磨屑等を除去
する作業を行うようにする。その研磨屑等の除去作業に
際しては、ノズルの周囲をカバー部材で覆うことによ
り、高圧水が周囲に飛散することを防止でき、両面研磨
機の周囲を汚したりすることがなく、洗浄装置の制御装
置に必要な制御情報を設定しておくことにより、作業を
自動的に行うことができる。 【０００９】 【実施例】図示される例にしたがって、本発明の両面研
磨機定盤の洗浄装置を説明する。図１に示される例は、
両面研磨機１に対して洗浄装置２０を組み合わせて、定
盤の研磨面に対する洗浄作業を行う場合を示している。
前記両面研磨機１は、一般に用いられている装置と同様
な機構のものを使用しており、前記図７に示されるよう
な定盤を用い、上部定盤１１と下部定盤１０の間で、被
加工物に対する研磨の作業を行う機構を構成している。
前記下部定盤１０は支持盤４により支持され、モータ２
から駆動装置３を介して所定の速度で水平方向に回転さ
れる。また、下部定盤１０は定盤支持部材１２により装
置の上側から支持され、上下用装置１３により下部定盤
１０に対する間隔を設定できるように設けられ、前記下
部定盤１０の中心部に配置する中ギヤ５に対して連動用
ギヤ１４を接続し、上下の定盤を互いに反対方向に回転
させるようにする。さらに、前記下部定盤１０の中心部
に配置する中ギヤ５と、外周部に配置する外ギヤ６に対
して、図７に示されたようなキャリヤ７の外周部に配置
するギヤを噛み合わせ、被加工物をキャリヤに支持させ
た状態で研磨加工を行う。 【００１０】前記両面研磨機１により被加工物の研磨加
工を行った後で、定盤の溝に入り込んだ研磨屑や研磨材
を除去するために、前記図１に示されるように、上下の
定盤１０、１１の間隔を開き、両定盤の間にノズル装置
４０を挿入して、高圧水による洗浄作業を行うようにす
る。本発明の洗浄装置２０は、装置本体２１の側部から
パイプ４１を介してノズル装置４０を設けており、前記
ノズル装置４０に対して高圧の水を供給するために、装
置本体の内部にモータ２５と高圧ポンプ２６、および、
レシーバタンク２７等を設けている。前記高圧ポンプに
よりレシーバタンクに蓄積される水は、例えば、５０〜
１００気圧の任意の圧力でノズルから噴出させ得るよう
にするもので、定盤に対して噴射する水圧を任意に設定
できるようにされる。また、前記ノズル装置４０の作業
高さを設定するために、上下動作用のハンドル２９を設
け、手動で上部装置３０の高さを変化させ、ノズル装置
の高さを任意に設定する。さらに、装置の所定の位置に
は、操作パネル２２を配置し、装置本体に設けた制御装
置２３に対する制御情報を入力することができるように
する。 【００１１】前記洗浄装置２０の構成は、図２、３に示
されるように構成しているもので、装置本体２１の基部
には、前記高圧水の供給機構を配置し、ノズル装置４０
を支持する上部装置３０を、上下動装置２８を介して支
持し、図示される例では、パンタグラフ状の上下動機構
をハンドル２９の回転により作動させるようにしてい
る。洗浄装置の上部装置３０には、図３に示されるよう
なノズル駆動装置３１を設けており、ノズル装置４０を
支持するパイプ４１に対して、操作パネル２２を介して
入力した制御情報にしたがって、往復移動させるための
駆動を行うようにする。前記ノズル駆動装置３１は、モ
ータ３２により駆動されるロッド３３を、連動部材３５
を介してパイプ４１の端部に接続し、ガイドシャフト３
４に沿わせて前記連動部材３５を案内する機構を構成し
ている。そして、前記モータ３２によりロッド３３を設
定された範囲で往復移動させることにより、ノズル装置
４０を用いて定盤に対する洗浄作業を行うことができ
る。前記ノズル装置４０を支持するとともに、高圧の水
を供給するためのパイプ４１は、上部装置３０の先端部
に配置する先端案内部３７に設けたガイドローラ装置３
８と、パッキング部材３９、および、図示を省略した支
持手段により案内され、ノズル装置４０の往復移動に際
して、ブレ等が生じないように構成される。 【００１２】前記パイプ４１の先端部に保持されるノズ
ル装置４０は、図４に示されるような構成のものを用い
ることができる。前記図４に示されるノズル装置４０に
おいて、ノズル本体４２に対して上下にノズル５１、６
１を配置し、各ノズル５１、６１から噴射される高圧水
が、上下の定盤の研磨面に対する洗浄作業を行うことが
できるようにする。前記上下のノズルに対応させて、上
洗浄部５０と下洗浄部６０とをそれぞれ配置しており、
前記上下の洗浄部５０、６０は、ほぼ同一の構成のもの
とされる。そこで、前記上下の洗浄部の構成を、上部定
盤１１に対応して配置する上洗浄部５０を例にして説明
すると、前記ノズル５１は、高圧水噴出口５２から噴出
する水の噴射範囲を角度θに設定し、その角度θを任意
に調整できるように構成する。 【００１３】また、前記ノズル５１の周囲にカバー部材
５４を配置して、水が周囲に飛散することを防止する手
段を構成している。前記カバー部材５４は、ノズル５１
の基部に係止部５６を介して固定される筒状部５５と、
その上部に配置する円板部材５７により構成し、前記円
板部材５７の外周部にブラシ部材５８を設けている。前
記ブラシ部材５８は太さが１mm程度で長さが１０cm程度
のナイロンを所定の密度で配置したものを用い、図５に
示されるように、ノズル５１を中心にして、円板部材の
外周部に所定の幅でリング状に配置される。なお、前記
ブラシ部材５８は、ノズルから噴出される高圧水が、定
盤の溝や研磨面にはねかえって、周囲に飛散することを
防止するものであるから、ノズルから噴射される水圧等
の条件に応じて、ブラシの密度や長さ幅等の条件を適宜
変更することができる。さらに、前記上洗浄部５０に設
けるカバー部材においては、円板部材５７に対して排水
用の孔５９……を設けておき、清掃に使用した水を下部
に向けて排水できるようにされる。 【００１４】前記上洗浄部５０に対向させて、ノズル本
体４２の下部に配置する下洗浄部６０では、前記上洗浄
部の場合と同様な構成のノズル６１と、カバー部材６４
とを配置しており、前記ノズル６１から噴出する高圧水
により、下部定盤１０に対する清掃作用を行うようにす
る。また、前記カバー部材６４を構成する円板部材６７
には、開口を配置する必要がなく、ノズルから噴射する
水を下部定盤１０の表面に流して、その周囲から排除さ
せることができる。さらに、前記下洗浄部６０において
も、ノズル６１の噴出口６２から噴出させる水の噴射角
度θを適宜設定することができ、カバー部材の円板部材
６７に設けるブラシ部材６８の構成も、水圧等に対応さ
せて任意に設定することができる。 【００１５】前述したように構成したノズル装置４０を
用いて、両面研磨機１の定盤に対する洗浄作業を行う場
合には、両面研磨機１により被加工物の研磨を行った後
で、定盤を取り外さずに清掃を行うことができる。つま
り、被加工物に対する研磨作業が終了した時点で、定盤
の清掃を行う必要がある場合に、図１に示されるよう
に、固定位置に配置する下部定盤１０に対して、上部定
盤１１を上下用装置１３を用いて上昇させ、駆動装置３
の中ギヤ５と上部定盤１１の連動用ギヤ１４を接続する
手段を配置する。さらに、前記上下の定盤１０、１１の
間にノズル装置４０を位置決めできるように、洗浄装置
２０の上部装置の高さを設定し、ノズル装置の移動範囲
を操作パネル２２を介して入力する。そして、前記洗浄
装置２０の高圧水供給手段を作動させて、ノズルから高
圧水を噴射しながら、上下の定盤を低速で回転させると
ともに、ノズル装置４０を定盤の中心と外周部との間に
直線状にラジアル方向に往復移動させながら、洗浄作業
を行うようにする。したがって、前記洗浄装置による定
盤の洗浄作業を行う際に、非常に高圧の水をノズルから
噴射させることにより、定盤の深い溝に入り込んで固化
しかけている研磨屑や研磨材等を水圧により排除するこ
とができる。 【００１６】なお、本発明の装置においては、図２に示
されるように、装置本体に対して高圧水供給用のバルブ
１９を配置しているので、前記バルブ１９に対してゴム
ホースを接続し、そのゴムホースに高圧水噴射ノズル部
材等の別の清掃手段を接続することができる。前述した
ように、別体に設ける高圧水噴射ノズル部材としては、
例えば、図６に示されるようなハンドガン装置７０を構
成することができ、装置本体７１に対して前記バルブ１
９に接続するホース７４を配置し、弁作動部材７２を用
いて、パイプ部材７３の先端に配置するノズル装置７５
のノズル７６から、高圧水を噴射させるようにする。 【００１７】また、前記ノズル装置７５では、ノズルの
周囲をカバーするように、水飛散防止部材としてのブラ
シ部材７８を配置しており、前記ブラシ部材７８とし
て、ナイロンの太さが１〜３mmの繊維を、ノズル７６を
中心にして円形状に支持板７７に植毛したものを用いて
いる。さらに、前記ハンドガン装置７０のパイプ部材７
３の先端部を角度θだけ曲げて、その先端部にノズル部
材７５を配置し、洗浄作業を容易に行い得るようにして
いる。前記パイプの曲げ角度θは、１３０〜１５０°に
設定して、その曲げ部の周囲に補強部材７９を配置し、
ノズル７６から高圧の水を噴射して洗浄作業を行う際の
操作性を向上させるとともに、ノズル部材の支持を良好
に行い得るようにしている。そして、前記ハンドガン装
置７０を用いて、定盤の洗浄を行うことの他に、前記本
体のノズル装置４０により洗浄できない他の部材、例え
ば、中ギヤや外ギヤの歯の表面、その他の汚れた部分に
対して、高圧水による洗浄作業を行うことができる。ま
た、前記バルブ１９を介して供給する高圧水の水圧は、
バルブの開きを調整することにより、任意に調整できる
もので、本体のノズル装置を用いる場合よりも、低い水
圧で水を噴射させることができる。したがって、前記別
体に取り付けるノズルを用いることにより、研磨機の定
盤以外の部材や定盤の周囲の部分の他に、作業場の床や
壁等も清掃することができ、それ等の洗浄作業を容易に
行うことができる。 【００１８】また、本発明の装置では、ノズルから噴射
される高圧水の圧力が高い場合や、ブラシ部材のみによ
って水の飛散を防止できない場合には、別体のカバー部
材により定盤の周囲を覆うこともできる。前記定盤の周
囲をカバーする部材としては、任意の部材を用いること
ができるもので、例えば、比較的厚いナイロンのシート
状のものを、上部定盤と下部定盤の外周部に巻き付け
て、スカート状に配置することによって構成し、上下の
カバー部材の間にノズル装置４０が通過できる程度の隙
間を形成することもできる。前記カバー手段の他に、本
発明においては、定盤の外周部にブラシ状の部材を巻き
つけて、高圧水が定盤の外部に噴出することを防止する
手段を構成することができる。さらに、本発明の装置に
おいては、両面研磨機に使用する定盤の溝の深さや研磨
材の性質等に対応させて、ノズルから噴射する水圧を設
定することができ、その水圧に対応させて、カバー部材
の構成等も任意に形成することができる。 【００１９】 【発明の効果】本発明の両面研磨機定盤の洗浄装置は、
前述したように構成した洗浄装置を用いるものであるか
ら、両面研磨機から定盤を取り外すことなしに、上下の
定盤の間隔を開いて、ノズル装置を用いて洗浄作業を容
易に行うことができる。また、本発明の洗浄装置では、
ノズル装置の移動範囲を設定することにより、定盤に対
する洗浄作業を自動的に行うことが可能であり、ノズル
から噴出される高圧水により、定盤の溝の内部を容易に
洗浄できるとともに、特別の手動工具等を用いて、溝の
内部を洗浄する場合に比較して、短時間で洗浄作業を行
うことができる。さらに、本発明のノズル装置では、定
盤に噴射した水が周囲に飛散することを防止する手段を
設けているので、洗浄作業中に、高圧水が周囲に飛散す
ることを防止でき、作業現場が汚れることがなく、作業
員が洗浄装置をセットした後で、自動的に作業を行うこ
とを可能にする。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の洗浄装置を両面研磨機に組み合わせ
た状態を示す説明図である。 【図２】 本発明の洗浄装置の構成を示す側面図であ
る。 【図３】 洗浄装置の平面図である。 【図４】 本発明のノズル装置の構成を示す説明図であ
る。 【図５】 上洗浄部の説明図である。 【図６】 本発明に用いるハンドガンの構成を示す説明
図である。 【図７】 一般的な両面研磨機における定盤と被加工物
の構成を示す説明図である。 【図８】 定盤の断面図である。 【符号の説明】 １ 両面研磨機、 ５ 中ギヤ、 ６ 外ギヤ、
７ キャリヤ、１０ 下部定盤、 １１ 上部
定盤、 １５ 研磨面、１６・１７ 溝、 ２０
洗浄装置、 ２６ 高圧ポンプ、３０ 上部装
置、 ３１ ノズル駆動装置、 ３２ モータ、３
７ 先端案内部、 ４０ ノズル装置、 ４１
パイプ、５０ 上洗浄部、 ４１ 上ノズル、 ５
４ 上カバー装置、５７ 円板部材、 ５８ ブ
ラシ部材、 ６０ 下洗浄部、６１ 下ノズル、
６４ 下カバー装置、 ６８ ブラシ部材、７０
ハンドガン装置、 ７５ ノズル装置、 ７６
ノズル、７８ ブラシ部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 53/02 B24B 37/04 B24B 53/007

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 上部定盤と下部定盤とを対向させて配置
   し、前記２つの定盤の対向する研磨面により、被加工物
   の上下の面を平行に研磨する両面研磨機に対して、 前記上下の定盤の間にノズル装置を移動可能に配置し、
   前記ノズル装置の上下に配置するノズルから高圧の水を
   噴出させるように設ける洗浄装置において、 前記ノズル装置を設ける洗浄装置には、ノズル装置の支
   持部材の高さを設定する手段と、ノズル装置を往復移動
   させる手段、および、高圧水をノズル装置に向けて供給
   する手段を設け、 往復移動手段に接続されるパイプの端部に前記ノズル装
   置を支持させ、 前記ノズル装置には、ノズルを中心にしてカバー部材
   と、前記カバー部材の先端部に設けるブラシ部材とを配
   置し、 前記ブラシ状の部材の突出高さをノズルと研磨面の間隔
   に対応させて構成して、定盤の研磨面を洗浄した水の飛
   散防止手段を構成し、 前記両面研磨機の定盤を回転させるとともに、ノズル装
   置を定盤に対してラジアル方向に往復移動させながら、
   前記ノズルから噴出される高圧水により、定盤の溝に残
   留する研磨屑等を除去することを特徴とする両面研磨機
   定盤の洗浄装置。