JP3973564B2 - Polishing equipment - Google Patents

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JP3973564B2
JP3973564B2 JP2003005615A JP2003005615A JP3973564B2 JP 3973564 B2 JP3973564 B2 JP 3973564B2 JP 2003005615 A JP2003005615 A JP 2003005615A JP 2003005615 A JP2003005615 A JP 2003005615A JP 3973564 B2 JP3973564 B2 JP 3973564B2
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新一 吉羽
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金属・ガラス・水晶・シリコンなどのワークの表裏両面をラッピング・ポリッシングする研磨装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来技術の研磨装置として例えば特許文献1,2,3に記載された発明が開示されている。
【0003】
【特許文献1】
特許第3262808号公報
【特許文献2】
特開2002−46062号公報
【特許文献3】
特開2002−57131号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
近年、半導体の高集積化や歩留向上の要求により、シリコンウェーハ等のワークの研磨は、更なる大口径化・平坦化・軽薄化等の技術向上が求められている。このような技術向上の実現のため、研磨加工技術においては、上定盤と下定盤とのそれぞれの研磨加工面を平行状態に維持し、またワークとの密着状態をいかに保つかが重要な課題になっている。
【0005】
ワークやキャリアのない初期段階では、上定盤は自重によって下定盤と全面均等に接触している。しかしながら、挟み込まれたワークと上定盤の研磨加工面との摩擦、および下定盤の研磨加工面との摩擦により発生する加工熱、または、装置内部に組み込まれた下定盤、太陽歯車および内歯歯車を駆動させるモータ等の発熱が下定盤から上定盤に伝わる。これにより、吊り下げ構造の上定盤の変形や、上定盤と下定盤の密着力の異なりで研磨精度が悪化するおそれがあるという問題点があった。
【0006】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、吊り下げ構造である上定盤と下定盤の密着状態を保つような研磨装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係る研磨装置は、
上下定盤が対向して回転、または片方が回転可能な定盤間を、内歯歯車と太陽歯車に噛合って、自転しつつ公転するキャリア内に保持されたワークの上下面を研磨する研磨装置において、
上定盤吊り下げ部と上定盤とにそれぞれ回転自在な複数のプーリを同心円状で等間隔に並べると共に、少なくとも二重に設置し、前記プーリ間にエンドレスのワイヤを交互に張架させて、上定盤吊り下げ部から吊上げ用ワイヤと形状制御用ワイヤによって上定盤を吊り下げた状態に保ったことを特徴とする。
【0008】
また、請求項2に記載の発明に係る研磨装置は、
請求項1に記載の研磨装置において、
上定盤の上面に歪センサや変位センサや傾斜センサを放射状に複数布設した検出部を設け、上定盤が下定盤に自重により密着したときの前記検出部からの出力である形状データを記憶する記憶部と、上定盤を吊り上げたときに得られる形状データを比較する演算部と、を備えたことを特徴とする。
【0009】
また、請求項3に記載の発明に係る研磨装置は、
請求項2に記載の研磨装置において、
前記形状制御用ワイヤに、熱アクチュエータやリニアアクチュエータや空圧アクチュエータを等間隔に複数設置すると共に、吊上げ用ワイヤのプーリブロック部分を基点として、密着時の形状データに一致するまで前記アクチュエータによって形状制御用ワイヤのテンションを調整し、上定盤を吊り上げた状態で密着時の形状を再現するテンション調整機構を備えたことを特徴とする。
【0010】
また、請求項4に記載の発明に係る研磨装置は、
請求項3に記載の研磨装置において、
上定盤の上面に歪センサや変位センサや傾斜センサを放射状に複数布設した検出部を設け、加工中に下定盤が変形したときに前記アクチュエータにより形状制御用ワイヤのテンションを調整し、上定盤の変形の停止を検出した時点で下定盤の形状に一致したものと判定してテンションを決定することで上定盤を下定盤に倣わせることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態である研磨装置について図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態の研磨装置の断面図、図2は上定盤の上面図、図3はワイヤの張架方式を説明する説明図、図4は制御系のブロック図である。
【0012】
研磨装置は、図1で示すように、上定盤101、下定盤102、キャリア103、太陽歯車104、内歯歯車105による研磨機構を有している。
また、ジョイント110、シリンダシャフト111、シリンダ112により上定盤101が上下駆動される駆動機構を有している。
【0013】
続いて、本実施形態の吊り下げ機構について説明する。
この吊り下げ機構は、図1で示すように、上定盤吊り下げ部1、吊り下げ用上プーリ2、吊り下げ用下プーリ3、形状制御用上プーリ4、形状制御用下プーリ5を備えている。
【0014】
上定盤吊り下げ部1は、ジョイント110に取り付けられており、上下動するようになされている。
上定盤吊り下げ部1の中側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち中円の円上)には回動自在に構成されている吊り下げ用上プーリ2が所定位置に配置されている。
この上定盤101の中側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち中円の円上)には回動自在に構成されている吊り下げ用下プーリ3が所定位置に配置されている。
【0015】
上定盤吊り下げ部1の内側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち内円の円上)と外側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち外円の円上)には回動自在に構成されている形状制御用上プーリ4が所定位置に配置されている。
この上定盤101の内側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち内円の円上)と外側(下定盤102の回転軸を基準とする三重の同心円のうち外円の円上)には回動自在に構成されている形状制御用下プーリ5が所定位置に配置されている。
【0016】
上定盤吊り下げ部1の中側の吊り下げ用上プーリ2と、上定盤101の中側の吊り下げ用下プーリ3とにエンドレス形状(ループを形成してつながっている形状)の吊り下げ用ワイヤ6が張架される。
例えば、本実施形態では、図3(a)で示すように、吊り下げ用上プーリ2→吊り下げ用下プーリ3→吊り下げ用上プーリ2→・・・という交互の掛け渡しが繰り返し行われて張架されるというものである。
【0017】
また、上定盤吊り下げ部1の内側の形状制御用上プーリ2と、上定盤101の内側の形状制御用下プーリ3とには、それぞれエンドレス形状の形状制御用ワイヤ7が張架される。同様に、上定盤吊り下げ部1の外側の形状制御用上プーリ2と、上定盤101の外側の形状制御用下プーリ3とにも、それぞれエンドレス形状の形状制御用ワイヤ7が張架される。
例えば、本実施形態では、図3(a)で示すように、形状制御用上プーリ4→形状制御用下プーリ5→形状制御用上プーリ4→・・・という交互の掛け渡しが繰り返し行われて張架されるというものである。
【0018】
これら吊り下げ用上プーリ2は、図3(b)で示すように、ピン2aとローラ2bを備え、図3に示すように上定盤吊り下げ部1の吊り板1aの収容部に配置される。また、形状制御用上プーリ4と形状制御用ワイヤ7も同様な構成であり、重複する説明を省略する。
また、吊り下げ用下プーリ3は、図3(c)に示すようにプーリブロック部3aにより回動自在配置される。また、形状制御用下プーリ5と形状制御用ワイヤ7も同様な構成であり、重複する説明を省略する。
【0019】
吊り下げ用上プーリ2と吊り下げ用下プーリ3との間に掛け渡される吊り下げ用ワイヤ6は、下定盤102の研磨加工面の垂直方向と略平行となるように掛け渡されて張架される。さらに、吊り下げ用上プーリ2と吊り下げ用下プーリ3との間に張り渡される吊り下げ用ワイヤ6は、それぞれ隣接するワイヤ間が一定間隔で平行になるように配置される。
【0020】
形状制御用上プーリ4と形状制御用下プーリ5との間に掛け渡される形状制御ワイヤ7は、下定盤102の研磨加工面の垂直方向と略平行となるように掛け渡されて張架される。さらに、形状制御用上プーリ4と形状制御用下プーリ5との間に張り渡される形状制御用ワイヤ7は、それぞれ隣接するワイヤ間が一定間隔で平行になるように配置される。
【0021】
本実施形態ではこれらのような条件を満たすような吊り下げ用上プーリ2、吊り下げ用下プーリ3、形状制御用上プーリ4、形状制御用下プーリ5の位置を所定位置として、取り付けている。
【0022】
続いて、形状制御について説明する。
形状制御のため、制御系として図4で示すように検出部9、演算制御部10、記憶部11、アクチュエータ8を備えている。
個々の検出部9は、図2で示すように、上定盤101の内周と外周とに渡って設置され、半径方向の各位置における上定盤101の形状の変化を検出できるようになされている。この検出部9を複数用意し、放射状となるように等分割(図2では5個の検出部9を用い、72゜という等角度で5分割されている)に配置している。
この検出部9は、具体的には歪センサや変位センサや傾斜センサであり、常時検知・計測できる。
【0023】
演算制御部10は、具体的にはCPU(Central Processing Unit)などであり、検出部9から研磨中に出力される形状信号を入力してアナログ/デジタル変換して形状データを得る。
記憶部11は、上定盤101が下定盤102に自重により密着した初期の形状に係る形状データを記憶している。演算制御部10は、記憶部11からこの初期の形状データを読み出せるようになされている。
【0024】
アクチュエータ8は、形状制御用ワイヤ7を伸縮させる機能を有している。
アクチュエータ8は、具体的には各種構成が可能であるが、例えば、形状制御用ワイヤ7に熱を与えるヒータとしても良い。ヒータから形状制御用ワイヤ7に適当な熱を常時加えて形状制御用ワイヤ7が所定長さまで伸びた状態を通常状態とし、ヒータの熱をさらに上げて形状制御用ワイヤ7を伸ばして上定盤101の自重により下方へ変形させたり、または、ヒータの熱を下げて形状制御用ワイヤ7を縮めて張力を増大させて上定盤101を上方へ変形させたりする。
【0025】
また、ヒータに代えて、アクチュエータ8をシリンダ、形状記憶合金リニアアクチュエータ、熱アクチュエータ、リニアアクチュエータまたは空圧アクチュエータ等を採用し、形状制御用ワイヤ7の張力を調整することで上定盤101の形状を補正させることができる。
このようなアクチュエータ8は、等間隔に複数設置される。
【0026】
このような制御系による形状制御は、吊り上げ用ワイヤ6のプーリブロック部分を基点として、密着時の記憶部11の初期の形状データに一致するまでアクチュエータ8によって形状制御用ワイヤ7のテンションを調整し、上定盤101を吊り上げた状態で密着時の形状を再現するようなテンション調整を行っている。これにより、上定盤101が吊り上げられた状態でも上定盤101は下定盤102と密着した状態が維持されるため、ワーク200が平行に研磨されることとなる。
【0027】
続いて加工が行われて下定盤102が回転中心に対して凸や凹形状に変形するとワーク200と上定盤101との接触面圧は変化が生じるため、上定盤101は接触面圧の低い個所では自重により変形しようとする。このような上定盤101の変形により、吊り上げワイヤ6および形状制御用ワイヤ7を介して上定盤吊り下げ部1も変形を起こし、ワークの研磨が平行でなくなる。
【0028】
そこで、このような上定盤101の変形は、検出部9から出力される形状データが変化し、演算制御部10は接触面圧の低い個所を判定できる点に着目し、アクチュエータ8により形状制御用ワイヤ7のテンションを調整(具体的には接触面圧の低い個所では形状制御ワイヤ7を伸ばして上定盤101を少しずつ下降させる調整)を行う。
【0029】
この調整によりワーク200と上定盤101との接触面圧は徐々に高くなって下定盤102の形状に近づくと形状データの変化が少なくなり、上定盤101と下定盤102との形状が一致したとき、つまり上定盤101の変形の停止を検出した時点で下定盤101の形状に一致したものと演算制御部10が判定してテンションを決定し、アクチュエータ8の動作を停止させた後にこのテンションを維持するように制御する。これにより上定盤101を下定盤102に倣わせることが可能となる。
【0030】
以上、本発明の実施形態について説明した。
なお、本実施形態では特に遊星歯車方式の研磨装置について説明したが、他の方式の研磨装置であっても、上定盤101が吊り下げ構造の研磨装置に適用できるものである。
また、吊り下げ用上プーリ2、吊り下げ用下プーリ3、形状制御用上プーリ4、形状制御用下プーリ5の個数は適宜選択される。
【0031】
また、本実施形態では形状制御用ワイヤ7を内外に二重に張架し、かつその中に一重の吊り上げ用ワイヤ6を設けているが、張架方式はこれに限定されるものではない。
例えば、五重の張架方式とし、最内周から最外周までに形状制御用ワイヤ→吊り上げ用ワイヤ→形状制御用ワイヤ→吊り上げ用ワイヤ→形状制御用ワイヤを張架するような構成を採用しても良い。張架方式についても適宜選択される。
【0032】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、研磨装置の上下定盤が加工熱や装置内に組み込まれた駆動モータ等の熱による変形から密着状態が崩れるいう従来技術の問題点に対処するため、上定盤に取付けられた歪センサや変位センサや傾斜センサにより変形量を計測・演算処理し、そのデータに基づき形状制御用ワイヤに取付けられたアクチュエータにより形状制御用ワイヤのテンションを調整させて上定盤の形状を下定盤の形状に倣わせる制御機構によって、上定盤と下定盤の密着状態を常時維持させることが可能となり、ワークの高精度研磨が行えることが可能になる。
【0033】
また、遊星歯車運動による4ウェイ方式または回転揺動運動方式による研磨装置にも同様な効果が見込まれる。
総じて、吊り下げ構造である上定盤と下定盤の密着状態を保つような研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の研磨装置の断面図である。
【図2】上定盤の上面図である。
【図3】ワイヤの張架方式を説明する説明図である。
【図4】制御系のブロック図である。
【符号の説明】
1 上定盤吊り下げ部
1a 吊り板
2 吊り下げ用上プーリ
2a ピン
2b ローラ
3 吊り下げ用下プーリ
3a プーリブロック部
4 形状制御用上プーリ
5 形状制御用下プーリ
6 吊り下げ用ワイヤ
7 形状制御用ワイヤ
8 アクチュエータ
9 検出部
10 演算制御部
11 記憶部
101 上定盤
102 下定盤
103 キャリア
104 太陽歯車
105 内歯歯車
110 ジョイント
111 シリンダシャフト
112 シリンダ
200 ワーク
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a polishing apparatus for lapping and polishing both front and back surfaces of a work such as metal, glass, crystal, and silicon.
[0002]
[Prior art]
For example, the inventions disclosed in Patent Documents 1, 2, and 3 are disclosed as conventional polishing apparatuses.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3262808 [Patent Document 2]
JP 2002-46062 A [Patent Document 3]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-57131 [0004]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, due to demands for high integration of semiconductors and yield improvement, polishing of workpieces such as silicon wafers is required to further improve technology such as larger diameter, flattening, and lightening. In order to realize such technological improvements, an important issue in polishing technology is how to maintain the polished surfaces of the upper and lower surface plates in parallel and in close contact with the workpiece. It has become.
[0005]
In the initial stage where there is no workpiece or carrier, the upper surface plate is in uniform contact with the lower surface plate by its own weight. However, the processing heat generated by the friction between the sandwiched work and the polishing surface of the upper surface plate, and the friction between the polishing surface of the lower surface plate, or the lower surface plate, sun gear and internal teeth incorporated in the device Heat generated by the motor that drives the gears is transmitted from the lower surface plate to the upper surface plate. As a result, there is a problem that the polishing accuracy may deteriorate due to the deformation of the upper surface plate of the suspended structure or the difference in adhesion between the upper surface plate and the lower surface plate.
[0006]
The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of maintaining a close contact state between an upper surface plate and a lower surface plate which are suspension structures.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a polishing apparatus according to the invention described in claim 1 includes:
Polishing to polish the upper and lower surfaces of a workpiece held in a carrier that revolves while rotating by meshing with an internal gear and a sun gear between the upper and lower surface plates facing each other or rotating between the surface plates that can rotate one side In the device
A plurality of freely rotatable pulleys are arranged concentrically and equidistantly on the upper surface plate suspension part and the upper surface plate, and at least doubly installed, and endless wires are alternately stretched between the pulleys. The upper surface plate is kept suspended from the upper surface plate suspension portion by the lifting wire and the shape control wire.
[0008]
A polishing apparatus according to the invention of claim 2 is
The polishing apparatus according to claim 1, wherein
The upper surface of the upper surface plate is provided with a detection unit that has multiple strain sensors, displacement sensors, and tilt sensors installed radially, and the shape data that is output from the detection unit when the upper surface plate is in close contact with the lower surface plate due to its own weight is stored. And a calculation unit that compares shape data obtained when the upper surface plate is lifted.
[0009]
A polishing apparatus according to the invention described in claim 3 is:
The polishing apparatus according to claim 2, wherein
A plurality of thermal actuators, linear actuators, and pneumatic actuators are installed at equal intervals on the shape control wire, and the shape control is performed by the actuator until the shape data at the time of contact is obtained, starting from the pulley block portion of the lifting wire. It is characterized by a tension adjusting mechanism that adjusts the tension of the wire and reproduces the shape at the time of close contact with the upper surface plate suspended.
[0010]
A polishing apparatus according to the invention of claim 4
The polishing apparatus according to claim 3, wherein
The upper surface of the upper surface plate is provided with a detection unit with a plurality of strain sensors, displacement sensors, and inclination sensors arranged radially. When the lower surface plate is deformed during processing, the actuator adjusts the tension of the shape control wire to It is characterized in that the upper surface plate is made to follow the lower surface plate by determining the tension by determining that it matches the shape of the lower surface plate when the stoppage of the deformation of the plate is detected.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. A polishing apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of the polishing apparatus of the present embodiment, FIG. 2 is a top view of an upper surface plate, FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a wire stretching system, and FIG. 4 is a block diagram of a control system.
[0012]
As shown in FIG. 1, the polishing apparatus has a polishing mechanism using an upper surface plate 101, a lower surface plate 102, a carrier 103, a sun gear 104, and an internal gear 105.
Further, the upper platen 101 is driven up and down by the joint 110, the cylinder shaft 111, and the cylinder 112.
[0013]
Next, the suspension mechanism of this embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the suspension mechanism includes an upper surface plate suspension 1, a suspension upper pulley 2, a suspension lower pulley 3, a shape control upper pulley 4, and a shape control lower pulley 5. ing.
[0014]
The upper surface plate suspending portion 1 is attached to the joint 110 and moves up and down.
A suspension upper pulley 2 configured to be rotatable is provided on the inner side of the upper surface plate suspension 1 (on the middle circle of triple concentric circles with respect to the rotation axis of the lower surface plate 102). Placed in position.
On the inner side of the upper surface plate 101 (on the middle circle of triple concentric circles with respect to the rotation axis of the lower surface plate 102), a suspension lower pulley 3 configured to be rotatable is placed at a predetermined position. Has been placed.
[0015]
Inside the upper surface plate suspension 1 (on the inner circle of the triple concentric circle with reference to the rotation axis of the lower surface plate 102) and outside (outside of the triple concentric circle with respect to the rotation surface of the lower surface plate 102) An upper pulley 4 for shape control, which is configured to be rotatable, is disposed at a predetermined position on the circle).
Inside the upper surface plate 101 (on the inner circle of the triple concentric circles with reference to the rotation axis of the lower surface plate 102) and outside (outside of the outer circle of the triple concentric circles with reference to the rotation axis of the lower surface plate 102) On the circle), a lower pulley 5 for shape control, which is configured to be rotatable, is disposed at a predetermined position.
[0016]
Endless shape (shape formed by connecting loops) to the upper pulley 2 for hanging on the inner side of the upper surface plate hanging portion 1 and the lower pulley 3 for hanging on the inner side of the upper surface plate 101 A lowering wire 6 is stretched.
For example, in this embodiment, as shown in FIG. 3 (a), the alternate suspension of the suspension upper pulley 2 → the suspension lower pulley 3 → the suspension upper pulley 2 →... It is to be stretched.
[0017]
Further, an endless shape control wire 7 is stretched between the shape control upper pulley 2 inside the upper surface plate suspension 1 and the shape control lower pulley 3 inside the upper surface plate 101. The Similarly, an endless shape control wire 7 is stretched between the shape control upper pulley 2 outside the upper surface plate suspension 1 and the shape control lower pulley 3 outside the upper surface plate 101. Is done.
For example, in the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the alternate loop of shape control upper pulley 4 → shape control lower pulley 5 → shape control upper pulley 4 →... Is repeatedly performed. It is to be stretched.
[0018]
As shown in FIG. 3B, these upper pulleys 2 for suspension are provided with pins 2a and rollers 2b, and are arranged in the accommodating portion of the suspension plate 1a of the upper surface plate suspension 1 as shown in FIG. The Further, the shape control upper pulley 4 and the shape control wire 7 have the same configuration, and redundant description is omitted.
Moreover, the lower pulley 3 for suspension is rotatably arranged by a pulley block portion 3a as shown in FIG. Also, the shape control lower pulley 5 and the shape control wire 7 have the same configuration, and redundant description is omitted.
[0019]
The suspension wire 6 that is stretched between the suspension upper pulley 2 and the suspension lower pulley 3 is stretched so as to be substantially parallel to the vertical direction of the polishing surface of the lower surface plate 102. Is done. Furthermore, the suspension wires 6 stretched between the suspension upper pulley 2 and the suspension lower pulley 3 are arranged so that the adjacent wires are parallel to each other at a constant interval.
[0020]
The shape control wire 7 that is stretched between the shape control upper pulley 4 and the shape control lower pulley 5 is stretched and stretched so as to be substantially parallel to the vertical direction of the polishing surface of the lower surface plate 102. The Further, the shape control wires 7 stretched between the shape control upper pulley 4 and the shape control lower pulley 5 are arranged so that the adjacent wires are parallel to each other at a constant interval.
[0021]
In this embodiment, the suspension upper pulley 2, the suspension lower pulley 3, the shape control upper pulley 4, and the shape control lower pulley 5 that satisfy these conditions are attached as predetermined positions. .
[0022]
Next, shape control will be described.
For shape control, as shown in FIG. 4, the control system includes a detection unit 9, a calculation control unit 10, a storage unit 11, and an actuator 8.
As shown in FIG. 2, each detection unit 9 is installed over the inner periphery and the outer periphery of the upper surface plate 101, and can detect a change in the shape of the upper surface plate 101 at each position in the radial direction. ing. A plurality of detection units 9 are prepared and arranged in equal divisions (in FIG. 2, five detection units 9 are used and are divided into five at an equal angle of 72 °).
Specifically, the detection unit 9 is a strain sensor, a displacement sensor, or a tilt sensor, and can always be detected and measured.
[0023]
The arithmetic control unit 10 is specifically a CPU (Central Processing Unit) or the like, and receives a shape signal output from the detection unit 9 during polishing, and performs analog / digital conversion to obtain shape data.
The storage unit 11 stores shape data relating to an initial shape in which the upper surface plate 101 is in close contact with the lower surface plate 102 by its own weight. The arithmetic control unit 10 can read out the initial shape data from the storage unit 11.
[0024]
The actuator 8 has a function of expanding and contracting the shape control wire 7.
Specifically, the actuator 8 can have various configurations. For example, the actuator 8 may be a heater that applies heat to the shape control wire 7. Appropriate heat is constantly applied from the heater to the shape control wire 7 so that the shape control wire 7 extends to a predetermined length, and the heater is further heated to extend the shape control wire 7 and extend the upper surface plate. It is deformed downward by its own weight, or the upper surface plate 101 is deformed upward by decreasing the heat of the heater and contracting the shape control wire 7 to increase the tension.
[0025]
Further, instead of the heater, the actuator 8 is a cylinder, a shape memory alloy linear actuator, a thermal actuator, a linear actuator or a pneumatic actuator, and the shape of the upper surface plate 101 is adjusted by adjusting the tension of the shape control wire 7. Can be corrected.
A plurality of such actuators 8 are installed at equal intervals.
[0026]
In the shape control by such a control system, the tension of the shape control wire 7 is adjusted by the actuator 8 using the pulley block portion of the lifting wire 6 as a base point until it matches the initial shape data of the storage unit 11 at the time of contact. The tension adjustment is performed so as to reproduce the shape at the time of close contact with the upper surface plate 101 suspended. As a result, even when the upper surface plate 101 is lifted, the upper surface plate 101 is kept in close contact with the lower surface plate 102, so that the workpiece 200 is polished in parallel.
[0027]
Subsequently, when the lower surface plate 102 is deformed into a convex or concave shape with respect to the rotation center, the contact surface pressure between the workpiece 200 and the upper surface plate 101 changes. At low places, it tries to deform by its own weight. Due to the deformation of the upper surface plate 101, the upper surface plate hanging portion 1 is also deformed via the lifting wire 6 and the shape control wire 7, and the polishing of the workpiece is not parallel.
[0028]
Therefore, the deformation of the upper surface plate 101 is such that the shape data output from the detection unit 9 changes, and the arithmetic control unit 10 can determine the location where the contact surface pressure is low. The tension of the wire 7 is adjusted (specifically, adjustment is performed by extending the shape control wire 7 and lowering the upper surface plate 101 little by little at places where the contact surface pressure is low).
[0029]
As a result of this adjustment, the contact surface pressure between the workpiece 200 and the upper surface plate 101 gradually increases, and when the shape approaches the shape of the lower surface plate 102, the change in shape data decreases, and the shapes of the upper surface plate 101 and the lower surface plate 102 match. In other words, when the stop of deformation of the upper surface plate 101 is detected, the arithmetic control unit 10 determines that the shape matches the shape of the lower surface plate 101, determines the tension, and stops the operation of the actuator 8. Control to maintain tension. As a result, the upper surface plate 101 can be made to follow the lower surface plate 102.
[0030]
The embodiment of the present invention has been described above.
In the present embodiment, the planetary gear type polishing apparatus has been described in particular. However, even with other types of polishing apparatuses, the upper surface plate 101 can be applied to a polishing apparatus having a suspended structure.
The number of the upper pulley 2 for hanging, the lower pulley 3 for hanging, the upper pulley 4 for shape control, and the lower pulley 5 for shape control is appropriately selected.
[0031]
Further, in this embodiment, the shape control wire 7 is stretched double inside and outside, and the single lifting wire 6 is provided therein, but the stretching system is not limited to this.
For example, a quintuple stretch system is adopted, and a configuration is adopted in which a shape control wire → a lifting wire → a shape control wire → a lifting wire → a shape control wire is stretched from the innermost circumference to the outermost circumference. May be. The tension system is also selected as appropriate.
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention described above, the upper and lower surface plates of the polishing apparatus are fixed in order to cope with the problem of the prior art that the contact state is lost due to deformation due to processing heat or heat of a drive motor incorporated in the apparatus. Upper surface plate by measuring and calculating deformation amount by strain sensor, displacement sensor and tilt sensor attached to the board, and adjusting tension of shape control wire by actuator attached to shape control wire based on the data By the control mechanism that makes the shape of the lower surface plate follow the shape of the lower surface plate, the close contact state between the upper surface plate and the lower surface plate can be maintained at all times, and the workpiece can be polished with high accuracy.
[0033]
A similar effect can be expected for a polishing apparatus using a four-way system using a planetary gear motion or a rotary rocking motion system.
In general, it is possible to provide a polishing apparatus capable of maintaining a close contact state between an upper surface plate and a lower surface plate which are hanging structures.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a polishing apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a top view of the upper surface plate.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a wire stretching system.
FIG. 4 is a block diagram of a control system.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper surface plate hanging part 1a Hanging plate 2 Hanging upper pulley 2a Pin 2b Roller 3 Hanging lower pulley 3a Pulley block part 4 Shape control upper pulley 5 Shape control lower pulley 6 Hanging wire 7 Shape control Wire 8 Actuator 9 Detection unit 10 Calculation control unit 11 Storage unit 101 Upper surface plate 102 Lower surface plate 103 Carrier 104 Sun gear 105 Internal gear 110 Joint 111 Cylinder shaft 112 Cylinder 200 Workpiece

Claims (4)

上下定盤が対向して回転、または片方が回転可能な定盤間を、内歯歯車と太陽歯車に噛合って、自転しつつ公転するキャリア内に保持されたワークの上下面を研磨する研磨装置において、
上定盤吊り下げ部と上定盤とにそれぞれ回転自在な複数のプーリを同心円状で等間隔に並べると共に、少なくとも二重に設置し、前記プーリ間にエンドレスのワイヤを交互に張架させて、上定盤吊り下げ部から吊上げ用ワイヤと形状制御用ワイヤによって上定盤を吊り下げた状態に保ったことを特徴とする研磨装置。
Polishing to polish the upper and lower surfaces of a workpiece held in a carrier that revolves while rotating by meshing with an internal gear and a sun gear between the upper and lower surface plates facing each other or rotating between the surface plates that can rotate one side In the device
A plurality of freely rotatable pulleys are arranged concentrically and equidistantly on the upper surface plate suspension part and the upper surface plate, and at least double are installed, and endless wires are alternately stretched between the pulleys. A polishing apparatus characterized in that the upper surface plate is kept suspended from the upper surface plate suspension portion by the lifting wire and the shape control wire.
請求項1に記載の研磨装置において、
上定盤の上面に歪センサや変位センサや傾斜センサを放射状に複数布設した検出部を設け、上定盤が下定盤に自重により密着したときの前記検出部からの出力である形状データを記憶する記憶部と、上定盤を吊り上げたときに得られる形状データを比較する演算部と、を備えたことを特徴とする研磨装置。
The polishing apparatus according to claim 1, wherein
The upper surface of the upper surface plate is provided with a detection unit that has multiple strain sensors, displacement sensors, and tilt sensors installed radially, and the shape data that is output from the detection unit when the upper surface plate is in close contact with the lower surface plate due to its own weight is stored. A polishing apparatus comprising: a storage unit configured to compare with a calculation unit that compares shape data obtained when the upper surface plate is lifted.
請求項2に記載の研磨装置において、
前記形状制御用ワイヤに、熱アクチュエータやリニアアクチュエータや空圧アクチュエータを等間隔に複数設置すると共に、吊上げ用ワイヤのプーリブロック部分を基点として、密着時の形状データに一致するまで前記アクチュエータによって形状制御用ワイヤのテンションを調整し、上定盤を吊り上げた状態で密着時の形状を再現するテンション調整機構を備えたことを特徴とする研磨装置。
The polishing apparatus according to claim 2, wherein
A plurality of thermal actuators, linear actuators, and pneumatic actuators are installed at equal intervals on the shape control wire, and the shape control is performed by the actuator until the shape data at the time of contact is obtained, starting from the pulley block portion of the lifting wire. A polishing apparatus comprising a tension adjusting mechanism that adjusts the tension of a wire and reproduces the shape when the upper surface plate is lifted up in close contact.
請求項3に記載の研磨装置において、
上定盤の上面に歪センサや変位センサや傾斜センサを放射状に複数布設した検出部を設け、加工中に下定盤が変形したときに前記アクチュエータにより形状制御用ワイヤのテンションを調整し、上定盤の変形の停止を検出した時点で下定盤の形状に一致したものと判定してテンションを決定することで上定盤を下定盤に倣わせることを特徴とする研磨装置。
The polishing apparatus according to claim 3, wherein
The upper surface of the upper surface plate is provided with a detection unit with a plurality of strain sensors, displacement sensors, and inclination sensors arranged radially. When the lower surface plate is deformed during processing, the actuator adjusts the tension of the shape control wire to A polishing apparatus characterized in that when the stoppage of deformation of a platen is detected, the upper platen is made to follow the lower platen by determining that the shape matches the shape of the lower platen and determining the tension.
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