JPH029572A - ラッピング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、ラッピング装置、さらに詳しくは、ラップ
定盤によりたとえばシリコンウェハなどを研磨するラッ
ピング装置に関する。

従来の技術および発明の課題 ラップ定盤を用いたラッピングマシンにおいては、加工
精度を上げるために、ラップ定盤の平面精度を計測して
これを修正する必要がある。

従来のラッピングマシンにおいては、ラップ定盤の平面
精度の測定は、複数のダイヤルゲージを直線状に配列し
た真直度ＩＩ定バーを用いて行なっているが、ラップ定
盤の任意直線上の二次元情報しか得られず、高精度ラン
プに必要な三次元形状が不明である。しかも、この計７
１１は下部ラップ定盤のみの管理であり、両面ラッピン
グマシンの場合の上部ラップ定盤の管理は半径方向のみ
であり、理想平面とはほど遠い平面形状になっている。

また、ラップ定盤の修正作業は、ラップ定盤の中央部が
高くなった中凸形または中央部が低くなった中口形など
の形状によって、作業者の肋でドレッシングギヤとラッ
プ定盤の回転方向および回転速度を組合わせることによ
り行なっている。ラップ定盤はラップ加工熱や荷重によ
って熱変形や弾性変形をするため、加工中の摩耗も考慮
されて修正形状がノウハウ的に決められており、一般的
には、下部ラップ定盤が中口形、上部ラップ定盤が中凸
形になっている。このため、修正作業は、かなりの時間
と経験を要し、熟練度の高い作業である。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、平面精度の計
測および修正が簡単かつ確実で、精度の高い製品が得ら
れるラッピング装置を提供することにある。

課届を解決するための手段 この発明によるラッピング装置は、 複数の距離センサーを有し、これらの距離センサーから
の出力信号と、距離センサーの位置関係と、ラップ定盤
の回転角度位置とを対応付けした処理を行なうことによ
りラップ定盤表面の平面精度を計測する平面精度計測手
段と、ラップ定盤の表面に接触して回転する修正砥石を
有し、ラップ定盤に対する砥石の位置、砥石の接触圧力
および回転速度の調整ができる修正手段と、 平面精度計測手段手段の計測結果に基づいて修正手段を
制御することによりラップ定盤の表面を修正する制御手
段とを備えているものである。

作　　　用 複数の距離センサーを有し、これらの距離センサーから
の出力信号と、距離センサーの位置関係と、ラップ定盤
の回転角度位置とを対応付けした処理を行なうことによ
りラップ定盤表面の平面精度を計Ｊｌする平面精度計測
手段を備えているので、下部ラップ定盤はもちろん、上
部ラップ定盤であっても、その三次元形状を簡単に精度
良く計測することができる。

また、ラップ定盤の表面に接触して回転する修正砥石を
有し、ラップ定盤に対する砥石の位置、砥石の接触圧力
および回転速度の調整ができる修正手段を備えているの
で、下部ラップ定盤はもちろん、上部ラップ定盤であっ
ても、その表面の任意の位置を任意の量だけ簡単に精度
良く修正することができる。

さらに、平面精度計測手段の計測結果に基づいて修正手
段を制御することによりラップ定盤の表面を修正する制
御手段を備えているので、平ｉ１ｊ　ｆ＃度の計測結果
に基づいて、ラップ定盤を任意の形状に簡単に精度良く
修正することができる。

実　　施　　例 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を説明する
。

第１図は、両面ラフピングマシンの平面精度測定と修正
に関する部分の概略構成を示す。

ラッピング装置は、上下のラップ定盤（１０）　（１１
）、平面精度計測装置（１２）、修正装置（１３）およ
び制御装置（１４）を備えている。

下部ラップ定盤（下部定盤）　（１１）は、上向きに配
置されている。

上部ラップ定盤（上部定盤＞　（１０）は、下部定盤（
１１）の上方に下向き対向状に配置され、上下に移動し
て下部定盤（１１）との間隔が調整できるようになって
いる。

制御装置（１４）はたとえばパーソナルコンピュータよ
りなり、これにはグラフィックデイスプレィ（１５）な
どが接続されている。

平面精度計測装置（１２）は、次のように構成されてい
る（第２図および第３図参照）。

平面精度計測装置（１２）は、１本の計測バー（１６）
を備えている。計測バー（１６）の両端部は支持ブロッ
ク（１７）に支持されており、ブロック（１７）は支持
台（Ｉ８）に高さの！！ｌができるように取り付けられ
ている。支持台（１８〉は、計測バー（１６〉が上下の
定ｆｆｉ　（１０）（１１）の間に位置するように、下
部定盤（１１）の外側の装置上に据付けられている。計
、ｊｐ１バー（１６）には複数個（たとえば１０個程度
）の距離センサー（１９）が直線状に配列されている。

また、計測バー（１６）の両端寄りの部分には高さ調整
用光スイッチ（２０）が設けられている。計１１１１バ
ー（１Ｇ）は、ブロック（１７）に対して１８０度反転
させることにより、距薄センサー（ｌ９）が下部定盤（
１１）上面に対向する下部計測位置と距離センサー（１
９）が上部定盤（１０）下面に対向する上部計測位置と
に切換えられる。そして、上部または下部計測位置にお
いて、それぞれ、光スィッチ（２０）を用いてブロック
（１７）の高さを調整することにより、距離センサー（
１９）がすべて定盤（１０）　（１１）の表面とほぼ平
行な１つの平面内好ましくは水平面内に位置するように
計測ノ＜−（１Ｂ）の高さが調整される。

上部定盤（ｌＯ）の上面周縁部にマーカ（２１）が取付
けられ、装置の固定部分にはこのマーカ（２１）を検出
することにより上部定盤（ｌＯ）の回転角度を求めるた
めのマーカセンサー（２２）が設けられている。同様に
、下部定盤（１１）の下面周縁部にマーカ（２３）が取
付けられ、装置の固定部分にはこのマーカ（２３）を検
出することにより下部定盤（１１）の回転角度を求める
ためのマーカセンサー（２４）が設けられている。

計測バー（■６）の距離センサー（１９）および高さ調
整用光スイッチ（２０）ならびにマーカセンサー（２２
）　（２４）は、制御装置（１４）に接続されている。

制御装置（１４）は、計測バー（１６）の複数の距離セ
ンサー（１９）の出力と、これら各距離センサー（１９
）の位置関係と、定盤（１０）（１１）の回転角度とを
対応づけした処理を行なうことにより、定盤（１０）（
１１）の平面精度を計測する。

次に、第３図を参照して、上記の平面粘度計Ｊｌ装置（
１２）による下部定盤（１１）の平面精度計測の原理を
説明する。

第３図は計測バー（１６）をラッピングマシン上に据付
けて下部定盤（１１）を回転させたときの４０＠ごとの
回転位置での計測ラインを示している。計ＤＩバー（１
６）には１０個程度の距離センサー　（１９）を取付け
るが、同図には原理上必要な６個の距離センサー（１９
）の位置ｊ−■、■、■、■、■、■を示している。ま
た、下部定盤（１１）の回転による計測バー（１６）の
位置をｉ−１、？、・・・・・・　９で表わしている。

計Ｕｊバー（１６）の距離センサー（１９）の出力ｄ　
、ｊは・ ｄ　　　、＝ａ　　　−ｘ　　　＋ｂ　　　＋ｆ　　　
　−−−−−−（Ｌ）１、ＪＩ　　　　　ｊ　　　　　
１　　　　１．ｊと表わすことにする。ただし、ｉは１
．・・・・・・９の下部定盤（１１）の回転位置、ｊは
■、・・・・・・■のセンサー位置である。また、ａ、
ｂは下部定盤の回転に伴って移動する面を計測バーで切
断したときの、切断面上部直線のパラメータ、ｆはこの
直線からのずれ量すなわち平面歪の量である。

この平面精度計測装置（１２）による計測方法の基本的
な考え方は、第３図における３点Ａ、Ｂ。

Ｃでの測定値を基本に、これらの点が水平面内こあるも
のとして、点Ａ、Ｂ、Ｃ以外の測定値ｄ　、からｆ　、
を求めることである。以下、１、Ｊ　　　　　　トコ その具体的な手順を述べる。

まず、点Ａ、Ｂ、Ｃを通る位置よ、丘、ヱ上のｆ　　を
求める。

１、ｊ 点Ａの測定データは上の■、礼の■として与えられるの
で、式（１）から、 ｄｌ、（Ｄ−ａｌｏｘ（Ｄ＋ｂｌ　十ｆｌ、（Ｄ・・・
（２） ・　ｘ　　　＋ｂ　　　＋ｆ ｄ４．■　　４　　　■　　４　　４．■・・・（３） となる。

１の■と４の■は同じ位置（点Ａ）であるかり　、 である。

なお、この位置を基準とするので、ｆｌ、■−〇として
もよい。一方、計測バー（１６）の中心をｘ−０となる
ようにすると、センサー（１９）の位置の対称性から、
Ｘ■−−Ｘ■となる。

点Ｂ、Ｃの位置についても同様であるので、ｄｌ、■−
ａ７°”（Ｄ＋ｂ７　＋’７　、　Ｏ・・・（４） ｄｌ、＠＝ａｌ　°ｘ■＋ｂ、＋ｆ、、＠・・・（５） ψ　ｘ　　　＋ｂ　　　＋ｆ ｄ４．■　　４　　■　　４　　４．■・・・（６） ｄ　７．　＠　−ａ　７゛Ｘ　ｏ　＋　ｂ　７＋　ｆ　
ｙ　、　■・・・（７） であり、 ｆｙ、■″″ｆ、、■″″Ｏ ｆ４．■　　７．■−〇 である。

式（２）　、（５）がら、 ／（２・Ｘ■） ・・・（８） 式（３）　、（８）から、 ａ４−（ｄ４．■−４，■） ／（２・Ｘ■） ・・・（１０） 式（４）　、（７）から、 ８Ｌ″″（ｄ７．■　　７．■） 　ｄ ／（２・Ｘ■）　　　　　・・・（１２）ｂ７−（ｄｙ
、■　　７．■）／２・・・（１３）＋　ｄ したがって、１上の平面歪ｆは、式（Ｉｔ）　、（９）
の値を用いて、 ・・・（１４） で得られる。

同様に、４上の平面歪ｆは式（１０）、（１１）から、
７上の平面歪ｆは式（１２）、（１３）から求められる
。

次に、１．４．７以外の位置でのｆ　、を求−ｍ−ｉ・
Ｊ める。

１．４．７以外の位置でのａＳｂの値は１．４．７との
対応関係から求められる。

たとえば、第３図において、位置２のａＳｂは次のよう
にして得られる。

２の■と４の■、および１の■と２の■は同一点である
から、 および１において前述のようにすでに得られている。

したがって、 ＝ａ　　’Ｘ　　＋ｂ　　＋ｆ ｄ２．■　　２　　　■　　２　　２．■・・・（１７
） −ａ　・Ｘ　　＋ｂ　　＋ｆ ｄ２．■　　２　　　■　　２　　２．■・・・（１８
） であるので、 ／（ｘ■−Ｘ■）　　　　　・・・（１９）・・・（２
０） で求められる。したがって、２上のｆはすべて求められ
ることになる。

他の位置且、旦、旦、旦、旦に対しても、同様にしてｆ
を得ることができる。

ｄ３．は測定値であるが、上述の手順で処理ｌＪ する場合には、各位置ｉに関して平滑化した値を用いる
のが望ましい。

また、各位置ｉでのデータは同時入力が望ましいが、実
際はセンサーをスキャンすることになり、下部定盤（１
１）が回転するため、本来の位置とはずれた位置を測定
することになる。いま、直′径１ｍのワークが１０　ｒ
ｐｍで回転していると、最外周の周側は約５００　ｍｇ
／　ｓｅｃとなる。したがって、１０　ｍ５ｅｃ以内に
入力することができれば、最大の測定位置ずれ量は５腸
厘となるので、実用上問題はないと考えられる。

上部定盤（１０）の平面精度の計７１Ｐｊも、計１１１
Ｊバー（１６）を上部計測位置に切換えた状態で同様に
して行なわれる。

修正装置（Ｉ３）は、次のように構成されている（第４
図参照）。

ベース（２５）に対して昇降するコラム（２６）の上端
に昇降台（２７）が固定されている。昇降台（２７）に
は旋回台（２８）が取付けられ、昇降台（２７）に取付
けられた旋回用モータ（２９）により垂直軸を中心に旋
回させられる。旋回台（２８）の上部にアーム（３０）
の基端側の部分が水平ピン（３１）により上下回動自在
に取付けられている。アーム（３０）の先端部に砥石支
持部材（３２）が取付けられている。

この部材（３２）の先端部には砥石駆動モータ（３３）
が取付けられ、そのモータ軸（３４）の先端部に球面継
手（３５）およびばね（３Ｂ）を介して修正砥石（３７
）が取付けられている。旋回台（２８）には２個のレバ
ー（３ｇ）　（３９）がアーム（３０）のピン（３１）
と平行なビン（４０）（４１）により回動自在に取付け
られ、各レバー（３ｇ）　（３９）にはそれぞれ圧力調
整用モータ（４２）　（４３）により昇降させられる圧
力調整ねじ（４４）　（４５）が押当てられている。第
１のレバー（３８）のねじ（４４）と反対側の部分とア
ーム（３０）のビン（３１）より先端側の部分との間に
第１の引張ばね（４Ｂ）が取付けられ、第２のレバー（
３９）のねじ（４６）と反対側の部分とアーム（３０）
のピン（３１）より基端側の部分との間に第２の引張ば
ね（４７）が取付けられている。

砥石支持部材（３２）をアーム（３０）に対して１８０
度反転させることにより、砥石（８７）は、下部定盤（
１１）の上面に対向する下部修正位置と上部定ｆｆ１（
Ｉｎ）の下面に対向する上部修正位置とに切換えられる
。下部修正位置においては、砥石（３７）は第１のばね
（４Ｂ）の弾性力により下部定ＩＩＫ（１１）上面に押
付けられ、球面継手（３５）とばね（３６）の働きによ
りこれに密着させられる。そして、駆動モータフ３３）
で砥石（３７）を回転させることにより下部定盤（１１
）の上面が研磨され、第１の圧力調整用モータ（４２）
で第１の圧力調整ねじ（４４）の位置を調整することに
より、砥石（３７）の圧接力すなわち研磨量が調整され
る。また、上部修正位置においては、砥石（３７）は第
２のばね（４７）の弾性力により上部定盤（１０）の下
面に押付けられ、同様にこれに密着させられる。そして
、第２の圧力調整用モータ（４３）で第２の圧力調整用
ねじ（４５）の位置を調整することにより上部定盤（１
０）に対する砥石（３７）の圧接力すなわち研磨量が調
整される。なお、砥石（３７）を反転させるときには、
これが上下の定盤（１０）（１１）と干渉しないように
、上部定盤（１０）を上方に移動させ、かつ昇降台（２
７）および旋回台（２８）を上方に移動させる。

モータ（２９）　（３３）　（４２）　（４３）は、制
御装置（１４）に接続されている。制御装置（Ｉ４）は
、旋回用モータ（２９）を制御することにより、旋回台
（２Ｂ）およびアーム（３０）を旋回させて、定１１（
１（１）（１１）に対する砥石（３７）の半径方向の位
置を変え、かつマーカセンサー（２２）　（２４）によ
り検出される定盤（１０）　（１１）の回転角度とこの
半径方向の位置とから定ｆｆｉ　（１０）　（Ｉｔ）に
対する砥石（３７）の位置を求める。

また、駆動モータ（３３）を制御することにより砥石（
３７）の回転速度すなわち研磨量を調整し、圧力調整用
モータ（４２）　（４３）を制御することにより砥石（
３７）の圧接力を調整する。

定盤（１０）　（１１）の修正作業は、たとえば次のよ
うに行なわれる。

まず、計３−１装置（１２）の計測バー（１８）を下部
計測位置に切換えるとともに、修正装置（１３）の砥石
（３７）を下部修正位置に切換え、下部定盤（１１）を
低速で回転させる。制御装置（１４）は、前述のように
計７１１装置（Ｉ２）からの出力信号を処理することに
より下部定ｆｆｉ　＜Ｉｆ）の平面形状を求めながら、
これに基づいて修正装置（１３）を制御することにより
下部定盤（１１）の修正を行なう。すなわち、平面精度
計測装置ｉ！　（１２）により計測した平面形状の誤差
が管理値より大きければ、これをフィードバックして修
正装置（１３）に修正指令を出し、定盤（１１）の高い
部分を研磨して、これを理想的な面に近付ける。このと
き、下部定盤（１１）の高い部分では砥石（３７）の圧
接力を高く、下部定盤（１１）の低い部分では砥石（３
７）の圧接力を低くすることにより、下部定盤（１１）
を理想的な面に修正する。このような修正作業は、砥石
（３７）の回転数を変えることによってもよいし、これ
ら両方を併用してもよい。そして、計測装置（１２）に
より計測される平面形状が理想的なものになるまで、上
記の動作を行なう。

なお、上記の修正作業は、−旦計測装置（１２）で平面
形状を計測した後、修正装置（１３）だけを作動して行
なって、理想的な面が得られるまでこれを繰返すように
してもよい。

下部定盤（１１）の修正が終了したならば、平面精度計
測装置（１２）の計、１）ｊバー（１Ｂ）を上部針ＪＪ
位置に切換えるとともに、修正装置（１３）の砥石（３
７）を上部修正位置に切換え、同様に、上部定盤（１０
）の修正を行なう。

第５図は、通常のラップ定盤を示す。

同図において、ラップ定盤の表面（ラップ面）（５０）
に、互いに直交する複数のみぞ（５Ｉ）が形成され、ラ
ップ定盤は、みぞ（５１）の底より裏面（５２）側のベ
ースプレート部（５３）と、みぞ（５１）により互いに
分離させられた複数のラップセル部（５４）とに分けら
れている。寸法の１例を挙げれば、ラップ定盤の全体厚
さＨが４５ａ＋ｍ、ラップセル部（５４）の高さすなわ
ちみぞ（５１）の深さ（みぞ深さ）ｄが１５〜１７ｍｍ
、ラップセル部（５４）の幅（ラップセル部幅）Ｂが最
大４０■■である（第６図参照）。

このようなラップ定盤では、みぞ深さｄとラップセル部
幅Ｂの比（ｄ／Ｂ）が小さいため、第６図に示すように
、ラップ加工により発生する熱ＥＩＱはラップ面（５０
）からベースプレート部（５３）側へ直線的に流れ、ベ
ースプレート部（５３）内の厚さ方向に大きな温度勾配
が生じ、ラップ定盤は、中央部がラップ面（５０）側に
突出する中凸形の球面状に熱変形する。この熱変形の半
径Ｒは、ラップ定盤の周辺を自由状態と仮定すると、次
の式（２１）で表わされる。

Ｒ−ｔ／α・θ　・・・・・・・・・　（２１）なお、
上式において、ｔはベースプレート部の厚さ（ベースプ
レート部厚さ）、αはラップ定盤の線膨張係数、θはベ
ースプレート部（５３）の表側と裏側の温度差を表わす
。

式（２１）より明らかなように、ｔを一定として熱変形
を小さく　（Ｒを大きく）するには、αおよびθを小さ
くする必要がある。

ところが、上記のラップ定盤の場合は、ベースプレート
部（５３）の温度差θが大きいため、熱変形が大きい。

このため、現状では、始業時に、熱定常状態になるまで
空運転を行なっている。

このため、たとえば第７図に示すように、ラップセル部
に、ベースプレート部の厚さ方向の温度分布をほぼ均一
にするための手段が設けられているラップ定盤を使用す
るのが望ましい。

第７図において、ラップ定盤のみぞ深さｄが従来のもの
に比べてたとえば３倍程度に深くなっている。

みぞ深さｄとラップセル部幅Ｂの比（ｄ／Ｂ）が大きい
ため、第８図に示すように、熱量ｑは主にラップセル部
（５４）の側面（５５）の方向に流れる。したがって、
ベースプレート部（５３）への熱の流入が防がれ、ベー
スプレート部（５３）では厚さ方向の温度分布がほぼ均
一になり、ベースプレート部（５３）では熱変形は発生
しない。また、ラップセル部（５４）では軸対称型の温
度分布となり、：ＦＡ、”ｌ差が生じるが、ラップセル
部（５４）がみぞ（５１）により分離されており、しか
もラップセル部幅Ｂがラップ定盤の直径に比べて小さい
ため、ラップセル部（５４）の変形は無視することがで
きる。このため、ラップ面（５０）の熱変形は、非常に
小さい。

ラッピングマシンにおいては、通常、上部ラップ定盤は
、定盤取付プレートの下面にボルトにより固定されてい
る。

一般に、ラッピングマシンにおいては、前述のように、
加工熱の発生によってラップ定盤の温度が上昇し、熱膨
張が生じる。ところが、ラップ定盤はボルトにより定盤
取付プレートに固定されているため、この熱膨張を吸収
することができず、ラップ定盤は中央側が突出す中凸形
に熱変形する。

このため、第９図に示すような上部定盤の取付は方法を
採用するのが望ましい。

第９図は、ラッピングマシンの定盤取付プレー　ト（ａ
ｏ）とこれに取付けられた上部ラップ定盤（１０）の部
分を示す。

ラップ定盤（１０）の上面には、その中心を中心とする
円周を等分する複数箇所に、ねじ穴（６２）が形成され
、これに第１のねじ（６３）がねじ込まれている。この
ねじ（６３）の上端には、穴付ブラケット（Ｂ３ａ）が
一体に形成されている。また、ラップ定’！ｔ　（１０
）の上面の内径側の部分には、その中心を中心とする円
周を等分する複数箇所に、トルクピン穴（６４）が形成
されている。

取付プレート（６０）には、ラップ定盤（１０）のねし
穴（６２）に対応する複数の貫通穴（６５）が形成され
ている。貫通穴（６５）の上部に、第２のねじ（６Ｇ）
の下部が挿入されている。第２のねじ（６６）の下端に
は、穴付ブラケット（６８ａ）が一体に形成されている
。第２のねじ（６６）には調整用ナツト（６７）とロッ
クナツト（６８）がはめられており、調整用ナツト（６
７）の下面が貫通穴（６５）の周縁部上面に接している
。貫通穴（６５）には引張コイルばね（６９）が挿入さ
れ、その下端が第１のねじ（６３）のブラケット（８３
ａ）の穴に、上端が第２のねじ（６６）のブラケット（
８８ａ）の穴にそれぞれ固定されている。そして、この
ばね（６９）により、ラップ定ｆｆｉ　（１０）が上に
引張られて、取付プレート（６０）の下面に圧接させら
れている。第２のねじ（６６）の上部にはスパナ掛は部
（８８ｂ）が形成されており、ロックナツト（６８）を
緩めて第２のねじ（６６）を回転させることにより、ば
ね（６９）によるラップ定盤（１１）の圧接力が調整で
きるようになっている。

取付プレート（６０）には、ラップ定盤（１１）のビン
穴（６４）にはまる複数のトルクビン（７０）が固定さ
れている。トルクビン（７０）とピン穴（６４）の間に
は若干のがたがあり、ラップ定盤（１１）が取付プレー
ト（６０）に対して半径方向に移動しうるようになって
いる。

この場合、取付プレート（６０）の回転は、トルクビン
（７０）を介してラップ定盤に伝えられ、ラップ定盤（
１０）が回転する。

加工熱によりラップ定盤（ｌＯ）の温度が上昇すると、
ラップ定盤（１０）に熱膨張が生じる。ところが、ラッ
プ定盤（１０）は、ばね（６９）による連結部分および
トルクビン（７０）の部分のいずれにおいても取付プレ
ート（６０）に対して半径方向に移動しうるので、この
部分で熱膨張が吸収され、中凸形の熱変形は非常に小さ
くなる。

第１０図は、上記の両面ラッピングマシンの加工に関す
る部分の概略構成を示す。

両面ラッピングマシンは、上下の定盤（１０）（１１）
の他に、太陽歯車（７２）、内歯歯車（７３）および遊
星歯車（７４）を備えている。

太陽歯車（７２）は、上下の定盤（１０）（１１）の間
の中心に同心状に配置されている。

内歯歯車（７３）は、上下の定盤（ｔｏ）（ｔｔ）の間
の周囲に同心状に配置されている。

遊星歯車（７４）は、上下の定盤（１０）（１１）の間
で太陽歯車（７２）と内歯歯車（７３）の間に配置され
て、これらとかみ合っている。遊星歯車（７４）には、
ワーク収容ポケット（穴）　（７５）が形成され、この
ポケット（７５）にワーク（７６）が入れられて、その
上下両面が遊星歯車（７４）から上下に出ている。

定盤（１０）　（１１）、太陽歯車（７２）および内歯
歯車（７３）は、適宜な駆動手段により、互いに独立し
て、または相互に関連して回転させられる。

通常のラッピングマシンでは、上下の定盤（１０）（１
１）の回転方向が常に逆方向になっており、たとえ下部
定盤（１１）側で理想的な相対回転条件が成立していて
も、上部定盤（１０）側では遊星歯車（７４）の自転回
転速度の分だけ加工相対速度が異なり、理想条件と離れ
た加工状態となる。したがって、上下両面の理想的な平
面加工は不可能である。

このため、ラッピング初期の荒加工（重荷重）時には上
記のような方法でもよいが、中・仕り加工（軽荷重）時
には次のような加工方法を採用するのが望ましい。

すなわち、まず、上下の定盤（１０）（１１）を同じ方
向に等しい速度で回転させる。また、遊星歯車（７４）
の公転に対する定盤（１０）（１１）の相対回転の方向
（以下単に相対回転方向という）および速度（以下単に
相対回転速度という）を遊星歯車（７４）の自転の方向
および速度と等しくする。

このようにすると、上下の定盤（１０）（１１）が同じ
方向に同じ速度で回転するので、ワーク（７６）の上下
両面の加工状態が同じになる。また、定盤（１０）（１
１）の相対回転方向および相対回転速度が遊星歯車（７
４）の自転方向および自転速度と等しいので、次に説明
するように、遊星歯車（７４）と一体に回転するワーク
（７６）の各部分において定盤（１０）　（１１）との
相対速度の平均値がほぼ等しくなり、理想的な平面加工
が行われる。

第１１図において、定盤（１０）（１１）の相対回転方
向を反時計方向、相対回転速度をＮ　（ｒｐｍ）とし、
Ｒ星歯車（７４）の自転方向を反時計方向、自転速度を
ｎ　（ｒｐｍ）とする。また、太陽歯車（７２）の中心
Ｏ３と遊星歯車（７４）の中心Ｏｃを通る直線上にあっ
てＯＣから外側にｒだけ離れたワーク（７６）上の点を
ＡＳｏｃから内側にｒだけ離れたワーク（７Ｂ）上の点
をＢとし、０５からＯｃまでの粗漏をｒｃｓＯ５からＡ
までの距離をｒＡｓＯ３からＢまでの距離を「Ｂとする
。

ラップ加工ｇｋＷは、次の式（２２）で表わされる。

Ｗｃｃ　ｐ−ｖ　／　ｔ　　−−−（２２）ここで、ｐ
　（ｋｉｔ　／　ｃｊ　）はラップ圧力、Ｖ　（（！！
Ｉ＋、／＋＋＋Ｉｎ）はラップ速度（ワーク（７６）と
定盤（１０）（ｌ　ｌ）の相対速度）、ｔ（ｍｌｎ）は
ラップ時間である。

式（２２）より、ワークを理想平面に加工するには、加
工平面内でｐとＶの積を一定にすればよく、理想平面ラ
ップ定盤ではｐは一定であるから、Ｖの平均値（平均ラ
ップ速度）ＶＭを一定にすればよい。

遊星歯車（７４）が自転していないと仮定した場合のＯ
Ｃ％　ＡおよびＢにおけるラップ速度（仮のラップ速度
）をそれぞれＶＣＲＳＶＡＲおよびＶ８Ｒとすると、こ
れらは次の式（２３）〜（２５）で表わされる。

Ｖ　ＣＲ＝　２πｒ　ｃ　　−Ｎ　−−−（２３）Ｖ　
ＡＲ＝　２　ｙｒ　ｒ　Ａ　　参Ｎ−−−（２４）ＶＢ
Ｒ”２πｒＢ争Ｎ・・・・・・・・・（２５）また、遊
星歯車（７４）が速度ｎで自転している場合のＯｃ、Ａ
およびＢにおけるラップ速度（真のラップ速度）をそれ
ぞれＶＣＳＶ＾および■８とすると、これらは次の式（
２Ｂ）〜（２８）で表わされる。

Ｏｃにおいては、自転による速度は０であるから、 ｖｃ−ｖｃ＊ 一２ｒｒＣ串Ｎ　・・・・・・・・・（２Ｂ）Ａにおい
ては、自転による速度の減少分が２Ｉｒ−ｎであるから
、 ｖ人ｍｖＡＲ−２ｙｒｒＩＩｎ −２１ｒＡ　ｅＮ−２ｔｒｒ＊ｎ　　−（２７）Ｂにお
いては、自転による速度の増加分が２π「・ｎであるか
ら、 Ｖ９−ｖＢＲ＋２πｒ　ｌＩｎ −２πｒ、　・Ｎ−１−２πｒ　ａｎ　　−（２８）式
（２７）および（２８）より、ｖＡ−ＶＢとなるときの
ｎとＮの関係を求めれば、次の式（２９）のようになる
。

ｎ　＝　（ｒＡ−ｒ９　）　Ｎ／２　ｒ　　−−−−＝
−＝（２９）ここで、ｒｈ−ｒｇ−２ｒであるから、ｎ
−Ｎ　・・・・・・・・・（３０） となる。

式（２７）に式（３０）を代入すると、ｖＡ−２ｙｒ　
（ｒＡ−ｒ）　　ｅＮ　　−−−−−−−−−（３１）
となり、ｒＡ−ｒｍｒｃであるから、 ■Ａ′２πｒ（ｅＮ −ｖｃ　　　　　　　　　・・・・・・・・・（３２）
となる。

また、式（２８）に式（３０）を代入すると、Ｖ３　　
−２ｙｒ　　　（ｒａ　　　＋　　ｒ）　　　壷　Ｎ　
　　　−−・”（３３）ここで、ｒＢ＋ｒｍｒ（である
がら、 Ｖａ　＝２ｙｒｒ（−−Ｎ −ｖ（・・・・・・・・・（３４） したがって、ｎｍＮとすると、 Ｖ＾−ｖＢ−ｖ（となり、ワーク（７６）上の全ての点
について、平均ラップ速度ＶＭがほぼ一定になる。

上記の実施例に用いられている平面精度計測装置（１２
）は、本発明者らが先に提案した特願昭６２−３６３７
１号のものと同様のものであるが、平面精度計測装置（
１２）の構成はこれに限定されない。

また、この発明は、片面ラッピング装置にも適用できる
。

発明の効果 この発明のラッピング装置によれば、上述のように、ラ
ップ定盤の平面精度の計測および修正を簡単かつ確実に
行なうことができ、精度の高い製品が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の１実施例を示す両面ラッピングマシ
ンの平面精度測定と修正に関する部分の概略斜視図、第
２図は第１図の平面精度針Δｐ１装置の部分を示す一部
切欠き側面図、第３図は平面精度計測の原理を説明する
ための図面、第４図は第１図の修正装置の部分を示す一
部切欠き側面図、第５図は通常のラップ定盤の要部を示
す一部切欠き斜視図、第６図は第５図のラップ定盤の熱
の移動および温度分布を示す説明図、第７図は熱変形の
小さいラップ定盤の要部を示す一部切欠き斜視図、第８
図は第７図のラップ定盤の熱の移動および温度分布を示
す説明図、第９図は熱変形の小さい上部ラップ定盤の取
付は構造を示す垂直断面図、第１０図は両面ラッピング
マシンの加工に関する部分の概略斜視図、第１１図は加
工の原理を説明する説明図である。 （１０）・・・上部ラップ定盤、（１１）・・・下部ラ
ップ定盤、（１２）・・・平面精度計Ｃ１装置、（１３
）・・・修正装置、（１４）・・・制御装置、（１９）
・・・距離センサー　（３７）・・・修正砥石。 以　　上 第３図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の距離センサーを有し、これらの距離センサーから
   の出力信号と、距離センサーの位置関係と、ラップ定盤
   の回転角度位置とを対応付けした処理を行なうことによ
   りラップ定盤表面の平面精度を計測する平面精度計測手
   段と、ラップ定盤の表面に接触して回転する修正砥石を
   有し、ラップ定盤に対する砥石の位置、砥石の接触圧力
   および回転速度の調整ができる修正手段と、 平面精度計測手段の計測結果に基づいて修正手段を制御
   することによりラップ定盤の表面を修正する制御手段と
   を備えているラッピング装置。