JPH0655436A - ワークの付着を防止した平面研磨方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ワークの加工が終了して上定盤を上昇させる
際に、該ワークが上定盤に付着して一緒に上昇するのを
防止すること。 【構成】 上定盤２の盤面２ａに複数の凹溝４０を切設
し、これらの凹溝内に、細長い剥離部材３３を加工中は
該凹溝４０内に完全に没入した状態に挿入しておき、加
工が終了して上定盤２を上昇させる時に、該剥離部材３
３を凹溝４０から少なくとも一部突出させてワーク１を
上定盤２から剥離させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体ウエハや磁気デ
ィスク基板、ガラス基板のような、板状をなすワークを
研磨加工するための平面研磨方法および装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】平面研磨装置の一種であるラッピングマ
シンやポリッシングマシン等は、一般に、共通軸の回り
を駆動回転自在の円環状の盤面を備えた上下の定盤と、
これらの定盤の外周側及び内周側に配設されたインター
ナルギヤ及びサンギヤと、下定盤上に円周方向に等間隔
で配設されて前記インターナルギヤ及びサンギヤに噛合
する複数のキャリヤとを有し、各キャリアのワーク保持
孔に保持されたワークを上下の定盤間に挟み、各キャリ
ヤをインターナルギヤ及びサンギヤで遊星運動させると
共に、上下の定盤を互いに逆方向に回転させることによ
り、前記ワークを研磨加工し、加工が終了すると、上定
盤を上昇させてワークを取り出すようにしている。

【０００３】ところが、前記の如く加工が終了して上定
盤を上昇させるときに、盤面にワークが付着したまま上
昇することがあり、このときワーク表面の粗度が粗い
と、上定盤の上昇途中で該ワークが落下して破損し易
く、逆にワーク表面の粗度が細かいと、盤面を横滑りし
て傷ができ易いといった問題があった。

【０００４】このような問題を解決するため、特公昭５
７−５６６９号公報には、研磨工程の終了と同時に上下
定盤間にワークの厚さよりわずかに大きい間隙を形成さ
せると共に、この間隙内に液体を供給して液層を作り、
この液層によりワークを上定盤から剥離したあと、上定
盤を上昇させて研磨後のワークを取り出すようにしたも
のが開示されている。

【０００５】しかしながら、このような方法では、あら
ゆる機種においてワークの破損を確実に防止することは
困難である。即ち、この種の平面研磨装置においては、
上定盤が、昇降用シリンダのロッドに、傾斜方向に若干
の自由度を持つ調芯軸受を介して取り付けられているも
のが多いが、このような機種においては、調芯軸受の自
由度のため上定盤を正確に水平を保ったまま上昇させる
ことが難しく、若干傾いた状態で上昇することが避けら
れない。このため、ワークが薄い場合には、上下両定盤
間の隙間が大きい側で該ワークがキャリヤの上面よりも
高い位置まで持ち上げられ、傾斜により盤面を横滑りし
て低い側にあるワークと衝突して欠けたり、落下して破
損する等の欠点があった。

【０００６】また、上定盤を上昇させて両定盤間の隙間
に水を溜め、上定盤に付着したワークが水中に没した状
態で表面張力がなくなるまで、多少の時間がかかるた
め、タクトタイムが長くなってコストアップにつながる
という問題もあった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、加工
が終了して上定盤を上昇させる際に、該上定盤の傾きに
は関係なく、ワークを短時間で確実に該上定盤から剥離
させることができるように構成することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明は、共通軸の回りを回転自在の上下の定盤間
にワークを挟み、これらの定盤を回転させることにより
ワークを研磨加工し、加工終了後に上定盤を上昇させて
ワークを取り出す平面研磨方法において、前記上定盤の
盤面に複数の凹溝を切設し、これらの凹溝内に、細長い
剥離部材を加工中は該凹溝内に完全に没入した状態に挿
入しておき、加工が終了して上定盤を上昇させる時に該
剥離部材を凹溝から突出させてワークを上定盤から剥離
させることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明は、共通軸の回りを駆動回転
自在の上下の定盤を備え、これらの定盤間にワークを挟
んで、回転する両定盤により該ワークを研磨加工する平
面研磨装置において、前記上定盤の盤面に複数の凹溝を
切設し、該凹溝内に細長い剥離部材を、完全に没入した
収納位置と少なくとも一部が凹溝から突出する作動位置
とに変移自在に配設すると共に、加工中は該剥離部材を
収納位置に保持し、加工が終了して上定盤が上昇する時
に該剥離部材を作動位置に変移させるための手段を設け
たことを特徴とするものである。

【００１０】

【作用】加工が終了して上定盤が上昇する時に、該上定
盤の盤面に設けた凹溝から細長い剥離部材を突出させて
ワークを盤面から剥離させるようにしたから、該上定盤
の傾きには関係なく、その上昇開始と同時にワークを短
時間で確実に該上定盤から剥離させることができる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら詳細に説明する。図１及び図２に示す平面研磨装置
は、ワーク１を研磨加工するための円環状の盤面２ａを
下面に有する上定盤２と、同様の盤面３ａを上面に有す
る下定盤３とを備えており、これらの定盤２，３は、共
通軸の回りに駆動回転自在に配設されていて、両定盤の
内周側にサンギヤ４が、外周側にインターナルギヤ５が
それぞれ定盤２，３と同軸状に配設されている。また下
定盤３上には、ワーク保持穴を備えた複数のキャリヤ６
が円周方向にほぼ等間隔で配設されており、これらのキ
ャリヤ６は、その外周に設けられたギヤによりサンギヤ
４及びインターナルギヤ５に噛み合い、両ギヤ４，５又
はサンギヤ４の回転により、該サンギヤ４の回りを遊星
運動するようになっている。

【００１２】前記下定盤３は、回転自在の下定盤駆動軸
１０の上端に取り付けられ、該下定盤駆動軸１０の外側
にはインターナルギヤ５と一体のインターナルギヤ駆動
軸１１が、下定盤駆動軸１０の内側にはサンギヤ４と一
体のサンギヤ駆動軸１２がそれぞれ回転自在に配設さ
れ、該サンギヤ駆動軸１２の内側には上定盤駆動軸１３
が回転自在に配設されている。該上定盤駆動軸１３の上
端部には円筒状のドライバ１４が設けられ、上定盤２が
加工位置まで下降したとき上定盤押え板１６に設けられ
た係合片１７が該ドライバ１４に係合し、該上定盤２が
回転駆動されるようになっている。そして、これらの下
定盤駆動軸１０、上定盤駆動軸１３、インターナルギヤ
駆動軸１１、及びサンギヤ駆動軸１２が、図示しない回
転駆動機構により駆動されるように構成されている。

【００１３】前記上定盤２は、上定盤押え板１６、スタ
ッド２０及び定盤吊り部材２１、傾斜方向に若干の自由
度を持つ調芯軸受２２を介してサブシリンダ２３のロッ
ド２３ａに回転自在に吊持され、該サブシリンダ２３は
メインシリンダ２４のロッド２４ａに接続され、該メイ
ンシリンダ２４はビーム２５を介して機体に支持されて
いる。これらのメインシリンダ２４及びサブシリンダ２
３は、図示しない空気圧回路により駆動され、上定盤２
をワーク１の出し入れのために昇降させると共に、加工
時にワーク１に所定の加工圧力を印加するものである。

【００１４】前記上定盤２には、加工が終了して上定盤
２が上昇する時にワーク１を該上定盤２から剥離させる
ための剥離用治具３０が取り付けられている。この剥離
用治具３０は、図４に示すように、上定盤２の内径より
小径の内リング３１と、上定盤２の外径より大径の外リ
ング３２との間に、線状又は帯状をなす複数の細長い剥
離部材３３を等間隔で平行に取り付けると共に、両リン
グ３１，３２上の複数箇所にそれぞれ脚杆３４，３５を
立設して、相対する脚杆３４，３５の間にプレート３６
をそれぞれ固定してなるもので、該剥離用治具３０は、
図２及び図３に示すように、上定盤２の盤面２ａに前記
剥離部材３３と適合するパターン及び間隔で形成された
凹溝４０内に、各剥離部材３３を上定盤２の下面側から
遊嵌状態に嵌入させると共に、各脚杆３４，３５及びプ
レート３６を上定盤２の上面側に突出させた状態で、前
記剥離部材３３が凹溝４０内に完全に没入する収納位置
（図２の位置）と、該剥離部材３３の少なくとも一部が
凹溝４０から盤面２ａ上に突出する作動位置（図５の位
置）との間で変移自在なるように配設され、各プレート
３６と上定盤２との間に縮設したばね３７により、常時
収納位置に向けて付勢されている。

【００１５】そして、前記サブシリンダ２３のロッド２
３ａには、取付板４３が固定され、該取付板４３上に、
前記剥離用治具３０を作動位置まで下降させるための駆
動手段であるプッシュシリンダ４４が取り付けられ、加
工が終了して上定盤２が上昇する時に、該プッシュシリ
ンダ４４にエアが供給されてロッド４４ａが伸長するこ
とにより、プレート３６が押圧されて剥離用治具３０が
下降するようになっている。なお、伸長したロッド４４
ａはすぐに短縮し、剥離用治具３０を収納位置に復帰さ
せる。

【００１６】前記プッシュシリンダ４４は、各プレート
３６に対応する位置に複数配設されているが、適所に一
つ又は複数配設して、その一つ又は複数により剥離用治
具３０を下降させるように構成することもできる。

【００１７】前記剥離用治具３０における剥離部材３３
は、ピアノ線やステンレス鋼帯等の金属素材や合成樹脂
素材等、適宜素材により形成することがで、また、それ
らの配列パターン及び間隔は、全てのワーク１に剥離部
材３３が対応していればどのようなものであっても良
く、従って、図示のように全ての剥離部材３３を一方向
に等間隔で並べる必要はなく、放射状や網目状等、任意
のパターン及び間隔に配列することができる。

【００１８】なお、図中４６は下定盤３の盤面に形成さ
れた凹溝、４７は上定盤２に研磨剤スラリーを供給する
ための円環状の樋であって、該樋４７から下方に延びる
チューブ４８を通じて、上定盤２を貫通する供給孔から
研磨剤スラリーが供給されるようになっている。

【００１９】前記構成を有する平面研磨装置は、メイン
シリンダ２４及びサブシリンダ２３を短縮させて上定盤
２を上昇させた状態で、ワーク１を各キャリヤ６のワー
ク保持穴に保持させたあと、メインシリンダ２４を伸長
させて上定盤２を下降させることにより該ワーク１を上
下の定盤２，３間に挟むと共に、サブシリンダ２３を伸
長させて該ワーク１に所望の加工圧力を作用させ、その
状態でインターナルギヤ５及びサンギヤ４を駆動回転さ
せてキャリヤ６を遊星運動させながら、上下の定盤２，
３を互いに逆方向に回転させることにより、前記ワーク
１を研磨加工する。このとき、プッシュシリンダ４４の
ロッド４４ａが短縮しているため、剥離用治具３０は、
ばね３７の付勢力により剥離部材３３が上定盤２の凹溝
４０内に没入した収納位置を占めている。

【００２０】ワーク１の加工が終了して両定盤２，３及
び両ギヤ４，５が停止すると、サブシリンダ２３及びメ
インシリンダ２４が短縮して上定盤２が上昇するが、そ
の上昇開始とほぼ同時にプッシュシリンダ４４にエアが
供給され、ロッド４４ａが伸長して剥離用治具３０のプ
レート３６を押し下げる（図５参照）ため、該剥離用治
具３０はばね３７の付勢力に抗して作動位置に変移し、
剥離部材３３が凹溝４０から突出してワーク１を押圧す
る。これにより該ワーク１は、上定盤２の盤面２ａから
剥離してキャリヤ６のワーク保持穴内に残り、上定盤２
に付着したまま該上定盤２と一緒に上昇することがな
い。なお、伸長したロッド４４ａはすぐに短縮するた
め、剥離用治具３０はばね３７の付勢力で直ちに収納位
置に復帰する。

【００２１】上記剥離用治具３０は、上定盤２に取り付
けられて該上定盤２の傾きとは関係なく動作するため、
該上定盤２が調芯軸受２２を介して取り付けられること
により若干傾いた状態で上昇することがあったとして
も、確実にワーク１を上定盤２から剥離させることがで
き、しかも、剥離部材３３で直接ワーク１を押圧するか
ら、上定盤２の上昇開始と同時に瞬時に剥離を完了させ
ることができる。

【００２２】なお、上記実施例では、剥離用治具３０を
ばね３７とプッシュシリンダ４４とで収納位置と作動位
置とに変移させるようにしているが、シリンダのみによ
って両位置に変移させるように構成することもでき、あ
るいは他の適宜手段、例えば機械的又は電気的手段等の
一つまたは複数によって変移させるように構成すること
もできる。

【００２３】

【発明の効果】このように本発明によれば、ワークの加
工が終了して上定盤が上昇する時に、該上定盤の盤面に
設けた凹溝から線条の剥離部材を突出させてワークを盤
面から剥離させるようにしたから、該上定盤が若干傾い
て上昇した場合でも、その傾きとは全く関係なく、しか
も短時間でワークを確実に上定盤から剥離させることが
できる。また、上定盤に形成した噴射孔から水やエア等
の流体をワークに吹き付けて該ワークを剥離させる場合
に比べ、構造が簡単で安価に構成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る平面研磨装置の一実施例を示す断
面図である。

【図２】図１の平面研磨装置の要部拡大図である。

【図３】図１の平面研磨装置における上定盤の下面図で
ある。

【図４】剥離用治具の斜視図である。

【図５】本発明の平面研磨装置における剥離用治具の異
なる動作状態を示す要部断面図である。

【符号の説明】

１ ワーク ２ 上定盤 ３ 下定盤 ３７ ばね ４０ 凹溝 ４４ プッシュ
シリンダ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共通軸の回りを回転自在の上下の定盤間
   にワークを挟み、これらの定盤を回転させることにより
   ワークを研磨加工し、加工終了後に上定盤を上昇させて
   ワークを取り出す平面研磨方法において、 前記上定盤の盤面に複数の凹溝を切設し、これらの凹溝
   内に、細長い剥離部材を加工中は該凹溝内に完全に没入
   した状態に挿入しておき、加工が終了して上定盤を上昇
   させる時に該剥離部材を凹溝から突出させてワークを上
   定盤から剥離させる、ことを特徴とするワークの付着を
   防止した平面研磨方法。
2. 【請求項２】 共通軸の回りを駆動回転自在の上下の定
   盤を備え、これらの定盤間にワークを挟んで、回転する
   両定盤により該ワークを研磨加工する平面研磨装置にお
   いて、 前記上定盤の盤面に複数の凹溝を切設し、該凹溝内に細
   長い剥離部材を、完全に没入した収納位置と少なくとも
   一部が凹溝から突出する作動位置とに変移自在に配設す
   ると共に、加工中は該剥離部材を収納位置に保持し、加
   工が終了して上定盤が上昇する時に該剥離部材を作動位
   置に変移させるための手段を設けた、ことを特徴とする
   ワークの付着を防止した平面研磨装置。