JP4037645B2

JP4037645B2 - Double-side polishing equipment

Info

Publication number: JP4037645B2
Application number: JP2001376719A
Authority: JP
Inventors: 昌徳古川
Original assignee: FUJIKOSHI MACHINE INDUSTRY CO.,LTD.
Current assignee: FUJIKOSHI MACHINE INDUSTRY CO.,LTD.
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2008-01-23
Anticipated expiration: 2021-12-11
Also published as: JP2003175456A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は両面研磨装置に関し、更に詳細には互いに独立して回転する下定盤と上定盤との中央部近傍に設けられ、独立して回転する太陽ギアと、前記下定盤及び上定盤の外周縁から所定距離離れて設けられ、独立して回転するインターナルギアと、前記下定盤と上定盤との間に挟まれ、外周縁に沿って形成された歯が前記太陽ギアとインターナルギアとに歯合して回転する板状のキャリアに形成された、研磨対象のウェーハ等のワークを保持するワーク保持部に、ワークを搬入及び／又は搬出する搬送装置とが設けられた両面研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェーハ等のワークの両面を同時に研磨する両面研磨装置としては、図４に示す両面研磨装置が使用されている。図４に示す両面研磨装置は、互いに独立して回転する下定盤２００と上定盤２０２との中央部近傍に、独立して回転する太陽ギア２０６と、下定盤２００及び上定盤２０２の外周縁から所定距離離れ、独立して回転するインターナルギア２０４とが設けられている。
更に、下定盤２００と上定盤２０２との間には、インターナルギア２０４と太陽ギア２０６とにより駆動される複数の板状のキャリア２０８，２０８・・が配設される。このキャリア２０８は、図５に示す様に、その外周縁に沿ってインターナルギア２０４と太陽ギア２０６とに歯合する歯が形成されていると共に、研磨対象のウェーハ等のワークを保持するワーク保持部としての複数個の透孔２０７，２０７・・が穿設されている。かかる透孔２０７，２０７・・に保持されたワークの両面は下定盤２００と上定盤２０２とによって同時に研磨される。
図４に示す下定盤２００は、下定盤受け２０９に載置されており、下定盤受け２０９の回転によって回転する。この下定盤受け２０９は、基台２１０にベアリング２１２を介して回転可能に載置されており、専用の電動モータからの回転力によって回転される。
また、上定盤２０２、太陽ギア２０６及びインターナルギア２０４の各々は、専用の電動モータからの回転力により回転される。
【０００３】
かかる図４及び図５に示す両面研磨装置では、上定盤２０２を引き上げ、下定盤２００に載置されているキャリア２０８に穿設された複数個の透孔２０７，２０７・・の各々に、ワークを搬入し搬出することが必要である。
このため、図６に示す様に、ワークの搬入・搬出位置に停止したキャリア２０８の所定の透孔２０７に、ワークを搬入し搬出する搬送装置２１４が、研磨装置本体２２０の近傍に設けられる。
図６に示す両面研磨装置では、下定盤２００、上定盤２０２、太陽ギア２０６及びインターナルギア２０４の各電動モータを停止し、搬入・搬出位置に停止したキャリア２０８の所定の透孔２０７に、搬送装置２１４を用いてワークを搬入し搬出するには、所定の透孔２０７の位置を特定する必要がある。このため、各キャリア２０８の所定位置に目印ｎ，ｎ・・が設けられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示す両面研磨装置では、搬出・搬入位置に停止したキャリア２０８に設けられた目印ｎ，ｎ・・うち、視覚センサ等のセンサ（図示せず）で一個の目印ｎを検知できれば、検知した目印ｎとの関係で透孔２０７の各位置を特定でき、透孔２０７，２０７・・の各々にワークを搬送装置２１４により搬入し搬出できる。
かかる両面研磨装置では、研磨前では、キャリア２０８に設けられた目印ｎ，ｎ・・を視覚センサで明瞭に検知でき、搬送装置２１４を用いて搬入・搬出位置に停止したキャリア２０８の透孔２０７，２０７・・の各々にワークを容易に搬入できる。
一方、研磨の際には、通常、研磨液を用いてワークを研磨する。この研磨液は、種々の研磨砥粒や薬液が配合されて不透明な液体である。このため、研磨終了した際には、下定盤２００に載置されているキャリア２０８及び透孔２０７に挿入されたワークは、一様に研磨液の液膜に覆われており、目印ｎ，ｎ・・も研磨液の液膜に覆われている。
従って、視覚センサ等のセンサ（図示せず）では、研磨終了後に搬出位置に停止したキャリア２０８に設けられた目印ｎ，ｎ・・を検知できないため、目印ｎ，ｎ・・を覆う研磨液を洗浄した後、目印ｎをセンサで検知し、特定されたキャリア２０８の透孔２０７に保持されて研磨が施されたワークを搬出する。
しかしながら、研磨終了してから目印ｎ，ｎ・・を覆う研磨液の洗浄は、研磨終了後にワークを搬出するまでの時間が掛かり過ぎ、他の加工工程とのタクトタイムの調整が必要となる。このため、例えば、複数の研磨工程が連続して設けられた一連の研磨工程でワークに研磨を施す際には、ワークにスムーズに研磨を施すことが困難となる。
そこで、本発明の課題は、研磨終了後に研磨を施したワークを、搬出位置に停止したキャリアから搬送装置で迅速に取り出すことのできる両面研磨装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題を解決すべく、先ず、研磨液の流れをについて調査したところ、上定盤２０２を貫通する複数個の貫通孔（図示せず）から上定盤２０２と下定盤２００との間に供給された研磨液は、上定盤２０２及び下定盤２００の回転に伴なう遠心力により上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁方向に移動し、上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁から排出される。次いで、上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁から排出された研磨液は、研磨液受け２１６の排出口から研磨装置外に排出される。
また、図４及び図５に示す両面研磨装置では、インターナルギア２０４が上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁から所定距離離れて設けられているため、インターナルギア２０４と歯合する歯が外周縁に沿って形成されているキャリア２０８には、上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁からはみ出すはみ出し部分が存在する。このはみ出し部分は、前述した様に、上定盤２０２及び下定盤２００の外周縁から研磨液受け２１６に排出されるため、研磨液に覆われることを免れる得る部分である。
【０００６】
本発明者は、搬出位置に停止したキャリア２０８のはみ出し部分に、図７に示す様に、目印ｎとしての位置決め孔２１８を穿設することを試みた。
この位置決め孔２１８を、図８に示す様に、キャリア２０８の外周縁に沿って間欠的に周設したところ、搬出位置に停止したキャリア２０８のはみ出し部Ｍに位置決め孔２１８が存在する場合は、直ちに位置決め孔２１８を視覚センサ２２２によって検知でき、研磨終了したワークを搬送装置２１４で迅速に搬出できる。
しかしながら、図８に示す位置決め孔２１８，２１８・・では、搬出位置に停止したキャリア２０８のはみ出し部分Ｍに位置決め孔２１８が存在しない場合ができる。この場合、キャリア２０８のはみ出し部分Ｍに位置決め孔２１８が存在する個所までキャリア２０８を回転することが必要となり、搬出位置に停止したキャリア２０８に設けられた目印ｎ，ｎ・・を覆う研磨液を洗浄する場合に比較して短縮されているものの、依然として研磨終了してからワークを搬出するまでの時間を要することが判明した。
このため、本発明者は、停止位置に停止したキャリア２０８から迅速にワークを搬出すべく、キャリア２０８のはみ出し部分Ｍに位置決め孔２１８が、常に少なくとも一個存在するように、位置決め孔２１８，２１８・・をキャリア２０８に周設した。
かかるキャリア２０８によれば、研磨が終了した際に、ワークの搬出位置に停止したキャリア２０８のはみ出し部分Ｍに必ず位置決め孔２１８が存在し、キャリア２０８が搬出位置に停止すると、直ちに視覚センサ２２２によって検知されたはみ出し部分Ｍに存在する位置決め孔２１８を基にして透孔２０７，２０７・・に保持された各ワークの位置を特定でき、各ワークを搬送装置２１４により迅速に搬出できることを見出し、本発明に到達した。
【０００７】
すなわち、本発明は、互いに独立して回転する下定盤および上定盤と、該上定盤および下定盤の中央部近傍に設けられ、独立して回転する太陽ギアと、前記下定盤及び上定盤の外周縁から所定距離離れて設けられ、独立して回転するインターナルギアと、前記下定盤と上定盤との間に挟まれ、研磨対象のワークを保持する透孔を有し、外周縁に形成された歯が前記太陽ギアとインターナルギアとに歯合して回転する板状のキャリアと、該キャリアの透孔にワークを搬入および搬出する搬送装置とが設けられた両面研磨装置において、前記搬送装置に、駆動装置により駆動される多関節ロボットが用いられ、前記キャリアの前記下定盤及び上定盤の外周縁からはみ出すはみ出し部分に常に少なくとも一個存在するように、キャリアの外周縁に沿って複数個、キャリアの前記透孔の位置を示す目印が設けられ、前記キャリアのはみ出し部分の全領域を視野とし、研磨前もしくは研磨後の停止しているキャリアのはみ出し部分に存在する前記目印を検出する視覚センサが設けられ、該視覚センサからの前記目印の検出信号に基づいてキャリアの透孔位置を特定するとともに、該位置特定されたキャリアの透孔にワークを搬入もしくは該透孔からワークを搬出するように前記多関節ロボットの駆動装置を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る両面研磨装置によれば、ワークの搬出・搬入位置に停止した板状のキャリアのワークを保持するワーク保持部との関係で設けられた目印は、下定盤及び上定盤の外周縁からはみ出すキャリアのはみ出し部分に常に存在する。
しかも、キャリアのはみ出し部分は、研磨に使用される研磨液で覆われておらず、はみ出し部分に存在する目印は、研磨終了後にワークの搬出位置に停止したキャリアでも、視覚センサ等の検知手段により直ちに検知できる。
その結果、検知手段により検知された目印に基づいてキャリアに設けられたワーク保持部の位置を直ちに特定でき、搬送装置によるワークの搬出及び／又は搬入を迅速に行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る両面研磨装置の一例を図１に示す。図１は、両面研磨装置の研磨装置本体１０を構成する上定盤を上方に上昇した状態を示し、下定盤１２に載置された複数枚の板状のキャリア１４，１４・・は、その各外周縁に沿って設けられた歯が、下定盤１２の中央部に設けられた太陽ギア１６と下定盤１２の外周縁から所定距離離れて設けられたインターナルギア１８とに歯合して回転する。
かかる研磨装置本体１０の近傍には、搬出・搬入位置に停止したキャリア１４に形成されているワーク保持部としての透孔１５，１５・・の各々に、ワークを搬入及び搬出する搬送装置２０が設けられている。この搬送装置２０は、ワークを把持し移動する多関節ロボット２２とその駆動装置２４とから構成される。
図１に示す両面研磨装置では、搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のインターナルギア１８と歯合する近傍に、検知手段としてのカメラ等の視覚センサ２６が設けられており、視覚センサ２６からの検知信号は制御部２８に送られる。制御部２８では、視覚センサ２６からの検知信号に基づいてキャリアに穿設された透孔１５の位置を特定し、特定された透孔１５に搬送装置２０の駆動装置２４を駆動してワークを搬出し搬入する。
【００１０】
図１に示す研磨装置本体１０において、キャリア１４，１４・・が下定盤１２と上定盤とに挟まれた状態を図２に示す。図２に示す研磨装置本体１０では、互いに独立して回転する下定盤１２と上定盤３０との中央部近傍に、独立して回転する太陽ギア１６と、下定盤１２及び上定盤３０の外周縁から所定距離離れ、独立して回転するインターナルギア１８とが設けられ、下定盤１２と上定盤３０との間には、インターナルギア１８と太陽ギア１６とにより駆動される複数枚のキャリア１４，１４・・が挟まれている。
かかる図２に示す研磨装置本体１０では、下定盤１２は、下定盤受け３２に載置されており、下定盤受け３２の回転によって回転する。この下定盤受け３２は、基台３４にベアリング３６を介して回転可能に載置されており、専用の電動モータ（図示せず）からの回転力によって回転される。更に、上定盤３０、太陽ギア１６及びインターナルギア１８の各々も、専用の電動モータ（図示せず）からの回転力により回転される。
また、基台３４の下方には、上定盤３０及び下定盤１２の外周縁から排出された研磨液を受ける研磨液受け３８が設けられており、研磨液受け３８に受けられた研磨液は、研磨液受け３８の排出口から研磨装置外に排出される。
【００１１】
図１及び図２に示す両面研磨装置では、インターナルギア１８は、下定盤１２及び上定盤３０の外周縁から所定距離離れて設けられているため、インターナルギア１８と外周縁に沿って形成された歯が歯合して回転するキャリア１４，１４，・・の各々には、下定盤１２及び上定盤３０の外周縁からはみ出すはみ出し部分Ａが存在する。
かかるキャリア１４のはみ出し部分Ａは、研磨液に覆われることを免れ得る部分である。研磨液は、上定盤３０及び下定盤１２の外周縁から研磨液受け３８に排出されるからである。
従って、このはみ出し部分Ａに穿設された、目印としての位置決め孔１９は、研磨終了後に搬出位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの全領域を視野に入れる検知手段としてのカメラ等の視覚センサ２６により容易に検知できる。
【００１２】
このため、図１及び図２に示す両面研磨装置で用いるキャリア１４には、図３に示す様に、ワークの搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの領域（図３の斜線領域）に、必ず一個の位置決め孔１９が存在するように、位置決め孔１９，１９・・を周設している。かかるはみ出し部分Ａには、図３に示す様に、二個の位置決め孔１９が存在してもよい。
図３に示すキャリア１４は、透孔１５が７個形成された外径（Ｒ３）が７６４ｍｍのキャリア［ｍ（モジュール）＝４、ｚ（歯数）＝１９１］であって、外径（Ｒ１）が２０３５ｍｍの下定盤１２上に載置されている。このキャリア１４は、内径（Ｒ２）が２１１２ｍｍのインターナルギア１８（ｍ＝４，ｚ＝５２８）と外径（Ｒ４）が５８４ｍｍの太陽ギア１６（ｍ＝４，ｚ＝１４６）とに歯合している。従って、このキャリア１４のはみ出し部分Ａの最大幅Ｄは３８．５ｍｍである。
この様に、最大幅Ｄが３８．５ｍｍのはみ出し部分Ａの領域内に、常に少なくとも一個の位置決め孔１９が存在するためには、キャリア１４の外周縁から７ｍｍの個所に、内径５ｍｍの位置決め孔１９，１９・・を、透孔１５，１５間に位置するように間欠的に周設した。かかる位置決め孔１９の隣接する位置決め孔１９との角度θは約５１．４°である。
ここで、図３に示すキャリア１４には、透孔１５が７個形成されているが、キャリア１４と同一径のキャリアを用い、６個の透孔１５を形成した場合には、キャリアの外周縁から７ｍｍの個所に、内径５ｍｍの位置決め孔１９，１９・・を、透孔１５，１５間に位置するように間欠的に周設することによって、最大幅Ｄが３８．５ｍｍのはみ出し部分Ａの領域内に、常に少なくとも一個の位置決め孔１９が存在する。この場合の隣接する位置決め孔１９との角度θは６０°である。
【００１３】
図３に示すキャリア１４によれば、キャリア１４が回転すると、そのはみ出し部分Ａの領域内に、常に一個又は二個の位置決め孔１９が存在する。このため、ワークの搬出・搬入位置にキャリア１４が停止したときも、停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの領域内には、一個又は二個の位置決め孔１９が存在する。
また、搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの全領域は、視覚センサ２６の視野に入っているため、はみ出し部分Ａに存在する一個又は二個の位置決め孔１９を容易に検知できる。
更に、キャリア１４のはみ出し部分Ａは、上定盤３０及び下定盤１２の外周縁からはみ出しており、研磨が終了して上定盤３０及び下定盤１２の回転が停止したとき、搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの位置決め孔１９は、上定盤３０を引き上げる前に視覚センサ２６により検知できる。
このため、研磨が終了して上定盤３０及び下定盤１２の回転が停止したとき、直ちに検知された位置決め孔１９に基づいてキャリア１４に保持されたワークの位置を特定でき、上定盤３０が引き上げられてワークの取出しが可能となったとき、直ちに搬送装置２０によりワークの取り出しを開始できる。
尚、ワークの搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの領域内に二個以上の位置決め孔１９が存在していた場合、一個の位置決め孔１９を検知することにで足り、全位置決め孔１９を検知することは要しない。
【００１４】
図１〜図３に示す両面研磨装置によれば、キャリア１４に保持されて研磨が施されたワークを、研磨終了後にワークの搬出・搬入位置に停止したキャリア１４から搬送装置２０を用いて迅速に取り出すことができるため、他の加工工程とのタクトタイムの調整を容易に行うことができる。
また、キャリア１４に形成された透孔１５，１５・・にワークを搬入する場合にも、搬出・搬入位置に停止したキャリア１４のはみ出し部分Ａの領域内に存在する位置決め孔１９を視覚センサ２６により検知することによって、各透孔１５の位置を特定でき、搬送装置２０を用いてワークを各透孔１５に迅速に搬入できる。
尚、視覚センサ２６によるキャリア１４の位置決め孔１９を検知し易くすべく、キャリア１４のはみ出し部分Ａの下方に光源４０（図２）を設けてもよい。
【００１５】
以上、説明してきたキャリア１４には、目印として位置決め孔１９を形成したが、穿設した孔内に色彩の異なる部材を挿入して目印としてもよく、搬送装置２０として、多関節ロボット２２を用いているが、棒状のアームの先端部にワークを吸着する吸着手段を設けたものを用いてもよい。
また、搬送装置２０は、キャリア１４の透孔１５に対し、ワークの搬入及び搬出を行っているが、研磨終了したワークをキャリア１４の透孔１５からの搬出専用装置、或いは研磨前のワークをキャリア１４の透孔１５に搬入専用装置としての独立の装置として設けてもよい。
更に、同一機種において、キャリア１４の径を変更して使用する場合、或いはキャリヤ１４の径が異なる機種を用いる場合には、変更或いは異なる機種でのキャリアに形成する位置決め孔１９の位置及び個数を、キャリアのはみ出し部分Ａの領域内に常に少なくとも一個の位置決め孔１９が存在し得るように、予め作図等により求めることで対応可能である。
尚、これまで説明してきた本発明は、上定盤及び下定盤の研磨面の各々に研磨布を貼付し、ワークの両面に鏡面研磨を施す両面ポリシング装置にも適用できる。
【００１６】
本発明に係る両面研磨装置によれば、ワークの搬出・搬入位置に停止した板状のキャリアのワークを保持する透孔との関係で設けられた目印は、下定盤及び上定盤の外周縁からはみ出すキャリアのはみ出し部分に常に存在し、しかも、キャリアのはみ出し部分は、研磨に使用される研磨液で覆われておらず、はみ出し部分に存在する目印は、研磨終了後に停止したキャリアのはみ出し部分の全領域を視野に入れる視覚センサにより直ちに検知でき、その結果、視覚センサにより検知された目印に基づいてキャリアに設けられた透孔の位置を直ちに特定でき、多関節ロボットによるワークの搬出および搬入を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る両面研磨装置の一例を説明するための斜視図である。
【図２】図１に示す両面研磨装置において、キャリアが下定盤と上定盤とに挟まれた状態を説明する概略部分断面図である。
【図３】キャリアの周縁に位置決め孔を間欠的に周設した状態を説明する説明図である。
【図４】従来の両面研磨装置を説明するための概略断面図である。
【図５】図４に示す下定盤に載置されているキャリアの状態を説明する説明図である。
【図６】搬送装置を取付けた従来の両面研磨装置を説明するための説明図である。
【図７】図６に示す両面研磨装置の改良例を説明するための概略部分断面図である。
【図８】図７に示す改良された両面研磨装置で用いるキャリアの周縁に位置決め孔を間欠的に周設した状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
１０研磨装置本体
１２下定盤
１４キャリア
１５透孔（ワーク保持部）
１６太陽ギア
１８インターナルギア
１９位置決め孔（目印）
２０搬送装置
２６視覚センサ（検知手段）
２８制御部
３０上定盤
Ａはみ出し部分[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a double-side polishing apparatus, and more specifically, is provided in the vicinity of a central portion of a lower surface plate and an upper surface plate that rotate independently from each other, and independently rotates a sun gear, and the lower surface plate and the upper surface plate. An internal gear that is provided at a predetermined distance from the outer peripheral edge and rotates independently, and is sandwiched between the lower surface plate and the upper surface plate, and teeth formed along the outer peripheral surface are the sun gear and the internal gear. The present invention relates to a double-side polishing apparatus in which a workpiece holding unit that holds a workpiece such as a wafer to be polished is formed on a plate-like carrier that meshes with and rotates and a conveying device that loads and / or unloads the workpiece. .
[0002]
[Prior art]
A double-side polishing apparatus shown in FIG. 4 is used as a double-side polishing apparatus that simultaneously polishes both surfaces of a workpiece such as a wafer. The double-side polishing apparatus shown in FIG. 4 has a sun gear 206 that rotates independently of the lower surface plate 200 and the upper surface plate 202 in the vicinity of the central portion of the lower surface plate 200 and the upper surface plate 202. An internal gear 204 is provided that is separated from the periphery by a predetermined distance and rotates independently.
Further, between the lower surface plate 200 and the upper surface plate 202, a plurality of plate-like carriers 208, 208,... Driven by an internal gear 204 and a sun gear 206 are disposed. As shown in FIG. 5, the carrier 208 is formed with teeth that mesh with the internal gear 204 and the sun gear 206 along its outer peripheral edge, and holds a workpiece such as a wafer to be polished. A plurality of through holes 207, 207,. .. Both surfaces of the work held in the through holes 207, 207... Are simultaneously polished by the lower surface plate 200 and the upper surface plate 202.
The lower surface plate 200 shown in FIG. 4 is placed on the lower surface plate receiver 209 and rotates by the rotation of the lower surface plate receiver 209. The lower surface plate receiver 209 is rotatably mounted on the base 210 via a bearing 212, and is rotated by a rotational force from a dedicated electric motor.
Each of the upper surface plate 202, the sun gear 206, and the internal gear 204 is rotated by a rotational force from a dedicated electric motor.
[0003]
In the double-side polishing apparatus shown in FIGS. 4 and 5, the upper surface plate 202 is pulled up, and each of the plurality of through holes 207, 207, drilled in the carrier 208 placed on the lower surface plate 200, It is necessary to load and unload the workpiece.
For this reason, as shown in FIG. 6, a conveying device 214 that loads and unloads the workpiece into a predetermined through hole 207 of the carrier 208 stopped at the workpiece loading / unloading position is provided in the vicinity of the polishing apparatus main body 220.
In the double-side polishing apparatus shown in FIG. 6, the electric motors of the lower surface plate 200, the upper surface plate 202, the sun gear 206 and the internal gear 204 are stopped, and the predetermined through holes 207 of the carrier 208 stopped at the loading / unloading position, In order to load and unload a workpiece using the transfer device 214, it is necessary to specify the position of the predetermined through hole 207. Therefore, marks n, n,... Are provided at predetermined positions on each carrier 208.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the double-side polishing apparatus shown in FIG. 6, if one mark n can be detected by a sensor (not shown) such as a visual sensor among the marks n, n... Provided on the carrier 208 stopped at the carry-out / carry-in position. The positions of the through holes 207 can be specified in relation to the mark n, and the work can be carried into and out of the through holes 207, 207,.
In such a double-side polishing apparatus, the marks n, n,... Provided on the carrier 208 can be clearly detected by a visual sensor before polishing, and the through-hole 207 of the carrier 208 stopped at the loading / unloading position using the conveying device 214. , 207,... Can be easily carried into each of them.
On the other hand, in polishing, the workpiece is usually polished using a polishing liquid. This polishing liquid is an opaque liquid in which various abrasive grains and chemicals are blended. For this reason, when the polishing is completed, the workpiece 208 inserted into the carrier 208 and the through-hole 207 placed on the lower surface plate 200 is uniformly covered with the polishing liquid film, and the marks n, n .. is also covered with a polishing liquid film.
Therefore, since a sensor (not shown) such as a visual sensor cannot detect the marks n, n,... Provided on the carrier 208 stopped at the unloading position after the polishing is finished, the polishing liquid covering the marks n, n,. After the cleaning, the mark n is detected by a sensor, and the workpiece which is held in the through hole 207 of the specified carrier 208 and is polished is carried out.
However, the cleaning of the polishing liquid covering the marks n, n,... After the polishing is completed takes too much time until the work is carried out after the polishing is completed, and it is necessary to adjust the tact time with other processing steps. For this reason, for example, when polishing a workpiece in a series of polishing steps in which a plurality of polishing steps are continuously provided, it is difficult to smoothly polish the workpiece.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a double-side polishing apparatus that can quickly take out a workpiece that has been polished after completion of polishing from a carrier stopped at a carry-out position by a conveying device.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present inventor first investigated the flow of the polishing liquid. As a result, the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200 were formed from a plurality of through holes (not shown) penetrating the upper surface plate 202. The polishing liquid supplied between the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200 moves in the direction of the outer peripheral edge of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200 due to the centrifugal force accompanying the rotation of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200. It is discharged from the outer peripheral edge of the board 200. Next, the polishing liquid discharged from the outer peripheral edges of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200 is discharged out of the polishing apparatus from the discharge port of the polishing liquid receiver 216.
Further, in the double-side polishing apparatus shown in FIGS. 4 and 5, since the internal gear 204 is provided at a predetermined distance from the outer peripheral edges of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200, the teeth that mesh with the internal gear 204 are external. The carrier 208 formed along the periphery has a protruding portion that protrudes from the outer periphery of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200. As described above, the protruding portion is discharged from the outer peripheral edges of the upper surface plate 202 and the lower surface plate 200 to the polishing liquid receiver 216, so that it can be avoided from being covered with the polishing liquid.
[0006]
The inventor tried to make a positioning hole 218 as a mark n at the protruding portion of the carrier 208 stopped at the unloading position as shown in FIG.
When the positioning hole 218 is intermittently provided along the outer peripheral edge of the carrier 208 as shown in FIG. 8, when the positioning hole 218 exists in the protruding portion M of the carrier 208 stopped at the carry-out position, The positioning hole 218 can be immediately detected by the visual sensor 222, and the workpiece after polishing can be quickly carried out by the transport device 214.
However, in the positioning holes 218, 218,... Shown in FIG. 8, the positioning hole 218 may not exist in the protruding portion M of the carrier 208 stopped at the carry-out position. In this case, it is necessary to rotate the carrier 208 to a position where the positioning hole 218 exists in the protruding portion M of the carrier 208, and the polishing liquid covering the marks n, n,... Provided on the carrier 208 stopped at the unloading position is used. Although it is shortened compared with the case of cleaning, it has been found that it still takes time to unload the workpiece after polishing is completed.
For this reason, the present inventor positions the positioning holes 218, 218,.., So that at least one positioning hole 218 always exists in the protruding portion M of the carrier 208 in order to quickly carry out the workpiece from the carrier 208 stopped at the stop position.・ Around the carrier 208.
According to the carrier 208, when the polishing is finished, the positioning hole 218 always exists in the protruding portion M of the carrier 208 stopped at the workpiece unloading position, and when the carrier 208 stops at the unloading position, the visual sensor 222 immediately The position of each work held in the through holes 207, 207,... Can be specified based on the detected positioning hole 218 existing in the protruding portion M, and it is found that each work can be quickly carried out by the transport device 214. The invention has been reached.
[0007]
That is, the present invention provides a lower surface plate and an upper surface plate that rotate independently of each other, a sun gear that is provided in the vicinity of the center of the upper surface plate and the lower surface plate and rotates independently, and the lower surface plate and the upper surface plate. An internal gear that is provided at a predetermined distance from the outer peripheral edge of the board and rotates independently, and has a through hole that is sandwiched between the lower surface plate and the upper surface plate, and holds a workpiece to be polished. In a double-side polishing apparatus provided with a plate-like carrier that rotates with the teeth formed on the sun gear and the internal gear, and a conveying device that carries the workpiece into and out of the through hole of the carrier , An articulated robot driven by a driving device is used as the transport device, and along the outer peripheral edge of the carrier so that there is always at least one protruding part from the outer peripheral edge of the lower surface plate and upper surface plate of the carrier. A plurality of marks indicating the positions of the through-holes of the carrier are provided, the entire area of the protruding part of the carrier as a field of view, and the mark existing in the protruding part of the carrier stopped before or after polishing. A visual sensor for detection is provided, and the through hole position of the carrier is specified based on the detection signal of the mark from the visual sensor, and the work is carried into the through hole of the specified carrier, or the work is loaded from the through hole. Control means for controlling the driving device of the articulated robot is provided so as to carry out the robot .
[0008]
According to the double-side polishing apparatus according to the present invention, the mark provided in relation to the work holding unit that holds the work of the plate-like carrier stopped at the work carry-out / carry-in position is provided on the outside of the lower surface plate and the upper surface plate. It always exists in the protruding part of the carrier that protrudes from the periphery.
In addition, the protruding part of the carrier is not covered with the polishing liquid used for polishing, and the mark present on the protruding part is detected by a detection means such as a visual sensor even if the carrier stops at the workpiece unloading position after polishing. It can be detected immediately.
As a result, the position of the work holding part provided on the carrier can be immediately identified based on the mark detected by the detecting means, and the work can be quickly carried out and / or carried in by the transfer device.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example of a double-side polishing apparatus according to the present invention is shown in FIG. FIG. 1 shows a state where an upper surface plate constituting a polishing device body 10 of a double-side polishing device is raised upward, and a plurality of plate-like carriers 14, 14. The teeth provided along each outer peripheral edge mesh with the sun gear 16 provided at the center of the lower surface plate 12 and the internal gear 18 provided at a predetermined distance from the outer peripheral edge of the lower surface plate 12 to rotate. To do.
In the vicinity of the polishing apparatus main body 10, there is a transfer device 20 for loading and unloading a workpiece into each of the through holes 15, 15... As work holding portions formed in the carrier 14 stopped at the unloading / loading position. Is provided. The transport device 20 includes an articulated robot 22 that holds and moves a workpiece and a driving device 24 for the articulated robot 22.
In the double-side polishing apparatus shown in FIG. 1, a visual sensor 26 such as a camera as a detecting means is provided in the vicinity of meshing with the internal gear 18 of the carrier 14 stopped at the carry-out / carry-in position. The detection signal is sent to the control unit 28. The control unit 28 specifies the position of the through hole 15 formed in the carrier based on the detection signal from the visual sensor 26, and drives the driving device 24 of the transport device 20 into the specified through hole 15 to move the workpiece. Unload and carry in.
[0010]
In the polishing apparatus main body 10 shown in FIG. 1, a state in which the carriers 14, 14,... Are sandwiched between the lower surface plate 12 and the upper surface plate is shown in FIG. In the polishing apparatus main body 10 shown in FIG. 2, the sun gear 16, the lower surface plate 12, and the upper surface plate 30 that rotate independently are disposed in the vicinity of the center of the lower surface plate 12 and the upper surface plate 30 that rotate independently of each other. An internal gear 18 that rotates independently from the outer peripheral edge by a predetermined distance is provided, and a plurality of carriers that are driven by the internal gear 18 and the sun gear 16 are provided between the lower surface plate 12 and the upper surface plate 30. 14, 14 ... are sandwiched.
In the polishing apparatus main body 10 shown in FIG. 2, the lower surface plate 12 is placed on the lower surface plate receiver 32, and rotates by the rotation of the lower surface plate receiver 32. The lower surface plate receiver 32 is rotatably mounted on a base 34 via a bearing 36, and is rotated by a rotational force from a dedicated electric motor (not shown). Furthermore, each of the upper surface plate 30, the sun gear 16, and the internal gear 18 is also rotated by a rotational force from a dedicated electric motor (not shown).
A polishing liquid receiver 38 that receives the polishing liquid discharged from the outer peripheral edges of the upper surface plate 30 and the lower surface plate 12 is provided below the base 34, and the polishing liquid received by the polishing liquid receiver 38 is Then, it is discharged out of the polishing apparatus from the discharge port of the polishing liquid receiver 38.
[0011]
In the double-side polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 2, the internal gear 18 is provided at a predetermined distance from the outer peripheral edges of the lower surface plate 12 and the upper surface plate 30, and thus is formed along the internal gear 18 and the outer peripheral edge. Each of the carriers 14, 14,... Rotating with the teeth engaged has a protruding portion A that protrudes from the outer peripheral edge of the lower surface plate 12 and the upper surface plate 30.
The protruding portion A of the carrier 14 is a portion that can be avoided from being covered with the polishing liquid. This is because the polishing liquid is discharged to the polishing liquid receiver 38 from the outer peripheral edges of the upper surface plate 30 and the lower surface plate 12.
Accordingly, the positioning hole 19 as a mark formed in the protruding portion A is a visual sensor such as a camera as a detecting means for taking into consideration the entire area of the protruding portion A of the carrier 14 stopped at the unloading position after polishing. 26 can be easily detected.
[0012]
For this reason, the carrier 14 used in the double-side polishing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 includes, as shown in FIG. 3, the region of the protruding portion A of the carrier 14 stopped at the workpiece unloading / carrying position (the hatched region in FIG. 3). ), The positioning holes 19, 19,... Are provided so that one positioning hole 19 is always present. In the protruding portion A, two positioning holes 19 may exist as shown in FIG.
The carrier 14 shown in FIG. 3 is a carrier [m (module) = 4, z (number of teeth) = 191] having an outer diameter (R3) of 764 mm in which seven through holes 15 are formed, and an outer diameter (R1). ) Is placed on the lower surface plate 12 of 2035 mm. The carrier 14 meshes with an internal gear 18 (m = 4, z = 528) having an inner diameter (R2) of 2112 mm and a sun gear 16 (m = 4, z = 146) having an outer diameter (R4) of 584 mm. ing. Therefore, the maximum width D of the protruding portion A of the carrier 14 is 38.5 mm.
Thus, in order to always have at least one positioning hole 19 in the region of the protruding portion A having a maximum width D of 38.5 mm, a positioning hole having an inner diameter of 5 mm is provided at a position 7 mm from the outer peripheral edge of the carrier 14. 19, 19... Are intermittently provided so as to be positioned between the through holes 15. The angle θ between the positioning hole 19 and the adjacent positioning hole 19 is about 51.4 °.
Here, although seven through holes 15 are formed in the carrier 14 shown in FIG. 3, when a carrier having the same diameter as that of the carrier 14 and six through holes 15 are formed, the carrier 14 By positioning the positioning holes 19, 19... With an inner diameter of 5 mm intermittently so as to be positioned between the through holes 15, 15 at a position 7 mm from the peripheral edge, a protruding portion A having a maximum width D of 38.5 mm There is always at least one positioning hole 19 in this area. In this case, the angle θ between the adjacent positioning holes 19 is 60 °.
[0013]
According to the carrier 14 shown in FIG. 3, when the carrier 14 rotates, one or two positioning holes 19 always exist in the region of the protruding portion A. For this reason, even when the carrier 14 is stopped at the work unloading / loading position, one or two positioning holes 19 exist in the region of the protruding portion A of the stopped carrier 14.
Further, since the entire region of the protruding portion A of the carrier 14 stopped at the unloading / loading position is in the visual field of the visual sensor 26, one or two positioning holes 19 existing in the protruding portion A can be easily detected. .
Further, the protruding portion A of the carrier 14 protrudes from the outer peripheral edges of the upper surface plate 30 and the lower surface plate 12, and when the polishing is finished and the rotation of the upper surface plate 30 and the lower surface plate 12 is stopped, the unloading / loading position. The positioning hole 19 in the protruding portion A of the carrier 14 that has stopped is detected by the visual sensor 26 before the upper surface plate 30 is pulled up.
Therefore, when the polishing is finished and the rotation of the upper surface plate 30 and the lower surface plate 12 is stopped, the position of the work held by the carrier 14 can be specified based on the detected positioning hole 19 immediately, and the upper surface plate 30 can be specified. When the workpiece is lifted and the workpiece can be taken out, the workpiece can be immediately taken out by the conveying device 20.
If there are two or more positioning holes 19 in the region of the protruding portion A of the carrier 14 stopped at the workpiece unloading / loading position, it is sufficient to detect one positioning hole 19 and the entire positioning. It is not necessary to detect the hole 19.
[0014]
According to the double-side polishing apparatus shown in FIGS. 1 to 3, a workpiece that is held by the carrier 14 and polished is quickly used from the carrier 14 stopped at the workpiece unloading / carrying position after the polishing by using the conveying device 20. Therefore, it is possible to easily adjust the tact time with other processing steps.
When the work is loaded into the through holes 15 formed in the carrier 14, the positioning sensor 19 is located in the region of the protruding portion A of the carrier 14 stopped at the unloading / loading position. The position of each through-hole 15 can be specified by detecting by this, and a workpiece | work can be rapidly carried in into each through-hole 15 using the conveying apparatus 20. FIG.
Note that a light source 40 (FIG. 2) may be provided below the protruding portion A of the carrier 14 so that the visual sensor 26 can easily detect the positioning hole 19 of the carrier 14.
[0015]
As described above, the positioning hole 19 is formed as a mark in the carrier 14 described above. However, a member having a different color may be inserted into the hole formed as a mark, and the articulated robot 22 is used as the transfer device 20. However, it is also possible to use a stick-like arm provided with a suction means for sucking the workpiece.
Further, the transport device 20 carries in and out the workpiece with respect to the through hole 15 of the carrier 14, but the workpiece that has been polished is used as a device dedicated to carry out from the through hole 15 of the carrier 14 or a workpiece before polishing. You may provide in the through-hole 15 of the carrier 14 as an independent apparatus as a carrying-in exclusive apparatus.
Further, in the case of using the same model with the diameter of the carrier 14 changed or when using a model with a different diameter of the carrier 14, the position and number of positioning holes 19 formed in the carrier of the changed or different model are set. This can be dealt with by drawing in advance so that at least one positioning hole 19 can always exist in the region of the protruding portion A of the carrier.
The present invention described so far can also be applied to a double-side polishing apparatus in which a polishing cloth is attached to each of the polishing surfaces of the upper surface plate and the lower surface plate and mirror polishing is performed on both surfaces of the work.
[0016]
According to the double-side polishing apparatus according to the present invention, the marks provided in relation to the through holes holding the workpiece of the plate-like carrier stopped at the workpiece carry-out / carry-in position are the outer peripheral edges of the lower surface plate and the upper surface plate. The carrier is always present at the protruding part of the carrier, and the protruding part of the carrier is not covered with the polishing liquid used for polishing, and the mark present at the protruding part is the protruding part of the carrier that has stopped after the polishing. Can be immediately detected by a visual sensor that puts the whole area of the field of view into the field of view, and as a result, the position of the through hole provided in the carrier can be immediately identified based on the mark detected by the visual sensor, and the work can be carried out and carried in by an articulated robot. Can be done quickly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view for explaining an example of a double-side polishing apparatus according to the present invention.
2 is a schematic partial cross-sectional view illustrating a state where a carrier is sandwiched between a lower surface plate and an upper surface plate in the double-side polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a state in which positioning holes are intermittently provided around the periphery of the carrier.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining a conventional double-side polishing apparatus.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining the state of a carrier placed on the lower surface plate shown in FIG. 4;
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a conventional double-side polishing apparatus to which a conveying device is attached.
7 is a schematic partial cross-sectional view for explaining an improved example of the double-side polishing apparatus shown in FIG.
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining a state in which positioning holes are intermittently provided at the periphery of the carrier used in the improved double-side polishing apparatus shown in FIG. 7;
[Explanation of symbols]
10 Polishing machine body 12 Lower surface plate 14 Carrier 15 Through hole (work holding part)
16 Sun gear 18 Internal gear 19 Positioning hole (mark)
20 Conveying device 26 Visual sensor (detection means)
28 Control part 30 Upper surface plate A A protruding part

Claims

A lower surface plate and an upper surface plate that rotate independently from each other, a sun gear that is provided in the vicinity of the center of the upper surface plate and the lower surface plate, and rotates independently from the outer peripheral edges of the lower surface plate and the upper surface plate. An internal gear that is provided at a distance and rotates independently, and is sandwiched between the lower surface plate and the upper surface plate , has a through hole that holds a workpiece to be polished, and teeth formed on the outer peripheral edge In a double-side polishing apparatus provided with a plate-like carrier that meshes with and rotates with the sun gear and the internal gear, and a conveying device that carries the workpiece into and out of the through hole of the carrier ,
An articulated robot driven by a driving device is used for the transport device,
A plurality of marks are provided along the outer peripheral edge of the carrier to indicate the positions of the through holes of the carrier so that there is always at least one protruding part from the outer peripheral edge of the lower and upper surface plates of the carrier,
A visual sensor is provided for detecting the mark present in the protruding portion of the carrier that is stopped before or after polishing, with the entire region of the protruding portion of the carrier as a visual field,
The multi-joint is configured to specify a through-hole position of the carrier based on a detection signal of the mark from the visual sensor, and to load a workpiece into or out of the workpiece from the through-hole of the specified carrier. A double-side polishing apparatus comprising a control means for controlling a robot drive device.