JP4663270B2 - 研磨装置 - Google Patents
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Description
キャリア208を回転駆動する機構としては、図10に示すようなインターナルギア204と、そのほぼ中央に配置される太陽ギア206とを用いた構成が使用されている。
インターナルギア204と太陽ギア206は、各々独立して回転する。そして、板状のキャリア208は、その外周縁に沿って外歯が形成されており、この外歯がインターナルギア204の内歯と太陽ギア206の外歯に歯合することで、自転しながら太陽ギア206の周りを公転する。
インターナルギア204と太陽ギア206との間には、上記構成からなるキャリア208が複数個配置されており、さらに1個のキャリア208には、研磨対象であるワークを保持するための透孔207が複数個設けられて、1度に多数のワークを研磨できるように構成されている。
特許文献1に記載の両面研磨装置では、太陽ギアの外歯は、太陽ギアの外周に沿って配設された複数個の歯部によって構成されている。また、インターナルギアの内歯も、インターナルギアの内周に沿って配設された複数個の歯部によって構成されている。そして、キャリアの外歯がインターナルギアの歯部と太陽ギアの歯部にそれぞれ係合することにより、キャリアが回転駆動される。
太陽ギアの本体306bには貫通穴306cが設けられ、貫通穴306cには下方からピン体314が挿入されて、ナット315によって固定されている。上方に突出したピン体314には、円筒状のカラー313がピン体314の外側に回転可能に遊嵌されている。上部に大径化されたつまみ部311を有するキャップ310は、ピン体314の上部に螺入されてカラー313の抜け止めの役目をしている。
インターナルギアの歯部も、太陽ギアの歯部と同様の構成を有している。
上記構成からなるインターナルギアの歯部と太陽ギアの歯部は、キャリアの外歯に係合しながらカラー313がピン体314の外側で回転するので、カラー313に対する摩擦が低減され、カラーの摩耗を減らすことができる。これにより、インターナルギアと太陽ギアの耐久性が向上する。
すなわち、本発明は、ワークを保持するキャリアの外歯が、インターナルギアの内歯と太陽ギアの外歯にそれぞれ係合することにより、該キャリアが自転及び公転されて、前記ワークを上定盤と下定盤で研磨する研磨装置であって、インターナルギアの内歯と太陽ギアの外歯の少なくとも一方が、ギア本体に上方に突出して固定されたピン体と、下方に開放する有底円筒状をなし、該ピン体に外嵌されるカラーとを有する複数個の歯部からなり、前記カラーは、下部にフランジ部を有し、該フランジ部を挟み込むことにより、複数個の前記カラーを保持するホルダーが設けられ、該ホルダーをギア本体上に固定する固定手段が設けられ、該固定手段をはずし、ホルダーをギア本体から取り外すことにより、複数個のカラーを同時に各ピン体から取り外すことができることを特徴とする。ここで外嵌とは、ピン体に対してカラーが、回転可能に遊嵌される場合と、嵌め合わされて固定される場合とを含む。
これによれば、カラーの交換を効率良く行うことができる。また、カラーは、下部にフランジ部を有し、ホルダーはフランジ部を挟み込んでカラーを保持するので、さらにホルダーへのカラーの取り付けが簡単になる。
また、前記ホルダーは、第1ベース部と第2ベース部とを有し、第1ベース部と第2ベース部との間で前記フランジ部を挟み込むことにより、前記カラーを保持することを特徴とする また、前記ホルダーは、平面形状がリング状に形成されていることを特徴とする。これにより、インターナルギア或いは太陽ギアの全部のカラーを1度に交換可能となる。
また、前記ホルダーは、ホルダー内に入った液体を排出可能な排出孔を有することを特徴とする。これにより、ホルダー内に進入した研磨液等の液体を排出して、良好に歯部をキャリアの外歯に係合させることができる。
また、前記カラーは、合成樹脂からなることを特徴とする。これによりカラーを安価に提供できると共に、ホルダーへのカラーの取り付け作業が簡単になる。
次に説明する実施形態は、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である。両面研磨装置は、下定盤と上定盤とがそれぞれ回転し、両者の間で、ワークを保持するキャリアを回転駆動することにより、上定盤と下定盤によってワークの両面を同時に研磨することができる。
キャリア13を回転駆動する機構としては、図9に示すようなインターナルギア11と、そのほぼ中央に配置される太陽ギア12とを用いた機構が使用される。
インターナルギア11と太陽ギア12は、各々独立して回転する。板状のキャリア13は、その外周に外歯13aが形成されており、この外歯13aがインターナルギア11の内歯11aと太陽ギア12の外歯12aに係合することで、自転しながら太陽ギア12の周りを公転する。
インターナルギア11と太陽ギア12との間には、キャリア13が複数個配置されており、さらに1個のキャリア13には、研磨対象であるワークを保持するための透孔13bが複数個設けられて、1度に多数のワークを研磨できるように構成されている。
太陽ギア12は、外周が円形の板状のギア本体12bを有し、その外歯12aは、複数個の歯部20で構成されている。
ギア本体12bの外周側には、複数個の貫通する取付穴21が、外周に沿って等間隔あけて設けられている。取付穴21の位置は、外周から所定距離内側に入った位置である。この複数の取付穴21には、歯部20を構成するピン体22がそれぞれ固定される。
図2は、太陽ギア12のギア本体12bに対するピン体22の取付状態を示す断面図である。ピン体22は、ネジ部22a、嵌入部22b、突出部22cからなり、同一軸線上に下端部から上方に向ってこの順で構成されている。これに対応して取付穴21には、ギア本体の上面側から嵌合部21b、螺合部21aが形成されており、ピン体22は、そのネジ部22aが螺合部21aに螺合され、嵌入部22bが嵌合部21bに嵌合されることにより取付穴21に位置決めして固定される。こうしてピン体22は、ギア本体12bに突出部22cが上方に突出して固定される。さらに、ピン体22は、スパナレンチによる締付が可能なように切欠部23を2箇所に形成し、ギア本体12b側に締め付けられて固定される。
太陽ギアの歯部は、上記構成からなるカラー24が、ピン体22に外嵌されて形成される。このとき、カラー24は、天井壁24aとピン体22の上端部には適度な隙間があり、筒部24bが突出部22cの側面を覆うようにして、ピン体22に外嵌される。そして、筒部24bの径は、カラー24がピン体22に対して回転可能に、隙間を有して遊嵌される長さに設定される。
図3は、ホルダー25の形状を示す断面図である。第1ベース部26には、上下に貫通する複数の挿入穴26aが、円形の外形に沿って等間隔あけて設けられている。また、挿入穴26aには、下面26c側が拡径して形成された拡径部26bが設けられている。そして、拡径部26bを有することにより、挿入穴26aには段差面26dが形成される。
第2ベース部27にも上下に貫通する複数の挿入穴27aが、円形の外形に沿って等間隔あけて設けられている。
さらに、第1ベース部26に設けられた複数の挿入穴26aの配設ピッチと、第2ベース部27の複数の挿入穴27aの配設ピッチは同一である。また、これら挿入穴26a、27aの配設ピッチは、ギア本体12bに固定された複数個のピン体22の配設ピッチと同一である。
上記構成からなるホルダー25は、第1ベース部26の下面26cと、第2ベース部27の上面27cを密着させ、さらにそれぞれの内周面と外周面を上下に一致させて平面形状がリング状となった状態で、第1ベース部26と第2ベース部27の対応する挿入穴26a、27a同士を、上下に一致させて貫通させることができる。
保持用組立状態は、固定部材によって固定され保持される。固定部材は、第1ベース部と第2ベース部に同時に螺入される複数のボルトからなる。
詳しく説明すると、カラー24は、フランジ部24cが保持空間28内に挿入されることにより第1ベース部26と第2ベース部27との間でフランジ部24cが挟み込まれ、第1ベース部の挿入穴26aの上部開口から筒部24bが上方に突出した状態でホルダー25に保持されている。このとき、フランジ部24cが第1ベース部26の段差面26dに係止されることにより、カラーの上方への抜け止めがなされる。また、フランジ部24cが第2ベース部27の上面27cに当接することにより、カラー24の下方への沈み込みが防止される。さらに、カラー24は、ピン体に外嵌された際にはカラーの中心軸を回転軸として円滑に回転できるように、ホルダー25との間に適度な隙間を有して保持される。
第1ベース部26を、その拡径部26bが上方に向くように上下反転させ、その上方から天井壁24aを第1ベース部26に向けた姿勢のカラー24を挿入穴26aに挿入する。すると、段差面26dにフランジ部24cが当接して、第1ベース部26にカラー24が保持される。この状態で、第1ベース部上に上下反転させた第2ベース部を載置し、第1ベース部と第2ベース部とを固定部材によって固定する。
先に第1ベース部と第2ベース部とを前記保持用組立状態とし、固定部材によって両者を固定する。そして、カラー24をフランジ部24c側から挿入穴29内へ押し込み、フランジ部を保持空間28内へ挿入して筒部24bを上方へ突出させる。合成樹脂からなるカラー24は柔軟性があるので、容易に挿入穴へ挿入して嵌め込むことができる。
こうして、図8に示されるように、ホルダー25の、複数個の貫通する挿入穴29に各々カラー24が挿入されて、複数個のカラー24がホルダー25に保持される。
こうして、太陽ギアの全部のピン体に、同時にカラーを取り付けて複数個の歯部を形成することができる。
カラーを取り外す際には、まずギア本体上にホルダーを固定している固定手段をはずし、ホルダーを持ち上げてギア本体から取り外すことで、全部のピン体からカラーを同時に取り外すことができる。
さらに、ホルダーからカラーを取り外す場合は、カラーをホルダーから引き抜く、或いは第1、第2ベース部の2つに分解して、カラーを落下させる等、簡単な作業で行うことができる。
インターナルギア11は、内側が円形に刳り貫かれた板状のギア本体11bを有する。ギア本体11bの内周側には、複数個の貫通する取付穴31が、内周に沿って等間隔あけて設けられている。取付穴31の位置は、内周から所定距離外側の位置である。この複数の取付穴31には、歯部30を形成するピン体32がそれぞれ固定される。ピン体32のギア本体11bに対する取付構造、カラーの形状等は太陽ギアで説明した形状及び構造が適用される。また、ホルダーもインターナルギアの大きさに合わせて形成されればよく、太陽ギアのホルダーと同様の形状を有する、平面形状がリング状をなすホルダーが使用される。これにより、太陽ギアと同様、インターナルギア11の複数個のカラーの着脱も、ホルダーごと行うことが可能となる。
従来は、インターナルギア、太陽ギアの各々に対して、多数あるカラーの交換を1個ずつ行わなくてはならず、手間のかかる煩わしい作業となっていた。上記実施形態では、複数個のカラーは、カラーを保持するホルダーごとギア本体に対して着脱可能となっているので、ホルダーごと交換することでカラーを効率良く交換できる。
また、カラーは、ホルダーに対して着脱可能に設けられているので、カラーのみを交換して、ホルダーを何度も再使用することができる。
さらに、ピン体とカラーとの間に研磨液等の液体やスラリーが入り込むと、カラーが変形したり、カラーの回転が阻止されたりする。しかし、上記カラーは天井壁を有して上方からピン体全体を覆っているので、ピン体とカラーとの間に研磨液等の液体やスラリーが入り込むことがない。
また、ピン体は、所謂芯出しによって厳密に位置合わせをしてギア本体に固定しなければならないが、ピン体ごと取り外す方法ではないので芯出しの手間を省くことができる。
また、カラーの材質として合成樹脂を用いれば、ホルダーに対するカラーの着脱が、カラーを押し込む或いは引き抜くという簡単な動作で可能となる。
また、カラーのフランジ部側の開口縁に面取り部が形成されているので、カラー内にピン体を円滑に挿入することができる。
カラーは、合成樹脂製でなくても、その他の材質、例えばセラミックスによって形成されていてもよい。
さらに、ホルダーは、第1ベース部と第2ベース部が保持用組立状態で一体化されて形成されていてもよい。この場合、合成樹脂からなるカラーを用いると好適である。合成樹脂のカラーは柔軟性があるので、カラーをホルダーに対して打ち込んだり、引き抜いたりすることでホルダーに対するカラーの着脱が簡単にできる。
また、上記実施形態では、カラーがピン体に対して回転可能に遊嵌される場合について説明したが、カラーは、ピン体に対して固定されていてもよい。具体的には、カラーが、ホルダーとピン体それぞれに対して隙間を設けずに嵌め合せられる構造であってもよい。
12 太陽ギア
13 キャリア
20 歯部
22 ピン体
24 カラー
25 ホルダー
26 第1ベース部
27 第2ベース部
Claims (7)
- ワークを保持するキャリアの外歯が、インターナルギアの内歯と太陽ギアの外歯にそれぞれ係合することにより、該キャリアが自転及び公転されて、前記ワークを上定盤と下定盤で研磨する研磨装置であって、
インターナルギアの内歯と太陽ギアの外歯の少なくとも一方が、ギア本体に上方に突出して固定されたピン体と、下方に開放する有底円筒状をなし、該ピン体に外嵌されるカラーとを有する複数個の歯部からなり、
前記カラーは、下部にフランジ部を有し、
該フランジ部を挟み込むことにより、複数個の前記カラーを保持するホルダーが設けられ、
該ホルダーをギア本体上に固定する固定手段が設けられ、
該固定手段をはずし、ホルダーをギア本体から取り外すことにより、複数個のカラーを同時に各ピン体から取り外すことができることを特徴とする研磨装置。 - 前記カラーは、前記ホルダーに対して着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
- 前記ホルダーは、第1ベース部と第2ベース部とを有し、第1ベース部と第2ベース部との間で前記フランジ部を挟み込むことにより、前記カラーを保持することを特徴とする請求項1または請求項2記載の研磨装置。
- 前記ホルダーは、平面形状がリング状に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項記載の研磨装置。
- 前記ホルダーは、円弧状に形成され、複数個のホルダーによってインターナルギア又は太陽ギアの複数個のカラーを分割して保持することを特徴とする請求項1〜4のうちのいずれか一項記載の研磨装置。
- 前記ホルダーは、ホルダー内に入った液体を排出可能な排出孔を有することを特徴とする請求項1〜5のうちのいずれか一項記載の研磨装置。
- 前記カラーは、合成樹脂からなることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一項記載の研磨装置。
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