JPH0755448B2 - 両面精密研摩用ラップ盤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、上下の定盤間に複数のキャリヤを自公転可
能にし、該キャリヤに保持された例えば、シリコンウエ
ーハ等の板状ワークの両面を精密研磨する遊星歯車式の
ラップ盤の改良に係り、ワークの脱着時の下定盤の回転
に対して、インターナルギヤと太陽ギヤを同期回転させ
ることで下定盤とキャリヤの相対運動をなくし、所要位
置でワークの脱着を可能にした両面精密研摩用ラップ盤
に関する。

従来の技術 従来より公知の遊星歯車式の両面ラップ盤は、昇降自在
の上定盤と該上定盤に対向する固定の下定盤を有し、上
下定盤間にワークを保持する複数のキャリアを配置し、
各キャリアが外側のインターナルギヤと中心側の太陽ギ
ヤと噛合して、第２図に示す如く自転公転可能となし、
また、上下の定盤も所要回転数で回転し、キャリア内の
ワークは所要圧で減圧される上定盤と下定盤間で、所要
砥粒の懸濁液にてラッピングする構成からなる。

この両面ラップ盤において、キャリヤ内のワークを脱着
する場合、上定盤を回転を止めかつ上昇させて、下定盤
（１）上に位置する複数枚のキャリヤ（２）内に挿入し
た複数枚のワーク（３）を脱着する。

ところで、作業者がラップ盤の周囲の一定位置で、キャ
リヤ（２）内のワーク（３）を脱着する場合、下定盤
（１）を回転させる必要があるが、キャリヤ（２）はイ
ンターナルギヤ（10）と太陽ギヤ（11）に噛合ってお
り、下定盤（１）が回転する際に自公転するため、ワー
ク（３）を内在させているキャリヤ（２）と下定盤
（１）でズレが発生し、ワーク（３）に傷が入ったり、
また、局部的にワーク（３）と下定盤（１）が乾燥して
いると、ワーク（３）と下定盤（１）が密着して、キャ
リヤ（２）とワーク（３）間に無理な力が掛かり、ワー
ク（３）あるいはキャリヤ（２）が破損することなる。

従って、下定盤（１）に位置する複数枚のキャリヤ
（２）内に介在する複数枚のワーク（３）を脱着させる
場合、ラップ盤の前後、左右へ作業者が移動して作業を
行う必要があった。このため稼働効率が向上せず、ま
た、作業者に対する負荷が大きいという問題があった。

この発明は、かかる現状に鑑み、遊星歯車式の両面ラッ
プ盤において、下定盤を回転させてキャリヤを所要位置
に停止させ、常に一定位置でワークの脱着が可能なラッ
プ盤の提供を目的とし、また、下定盤の回転中でもワー
クの脱着が可能で自動脱着機の併用ができる両面精密研
摩用ラップ盤の提供を目的としている。

発明の概要 この発明は、 昇降自在の上定盤と該上定盤に対向する下定盤を有し、
上下定盤間にワークを保持する複数のキャリアを配置
し、各キャリアが外側のインターナルギヤと中心側の太
陽ギヤと噛合して自転公転可能となし、各ギヤ及び各定
盤が複数の駆動源で駆動される両面精密研摩用ラップ盤
において、 上定盤を上昇させてキャリア内のワークを脱着するに際
し、キャリアを公転させたときの下定盤の回転数を検知
する手段と、 検知した下定盤の回転数に応じて、キャリアの公転時の
下定盤とキャリヤの相対運動をなくすため、下定盤の回
転に対してインターナルギヤと太陽ギヤを同期回転させ
る各駆動源の制御手段とを備えたことを特徴とする両面
精密研摩用ラップ盤である。

また、この発明は、一駆動源で駆動される遊星歯車式の
両面精密研摩用ラップ盤において、 キャリア内のワークを脱着するに際して上定盤を上昇さ
せた時に、 下定盤の回転数に応じて、キャリアの公転時の下定盤と
キャリヤの相対運動をなくすため、下定盤の回転に対し
てインターナルギヤと太陽ギヤを同期回転可能にするギ
ヤ比の変更手段を備えたことを特徴とする両面精密研摩
用ラップ盤である。

この発明のラップ盤は、キャリア内のワークを脱着する
に際して、下定盤の回転に対して、インターナルギヤと
太陽ギヤを同期回転させることを特徴とし、キャリヤ内
に内在するワークは下定盤と一対で回転するため、下定
盤とキャリヤの相対運動をなくすことができ、ラップ盤
外周の一定位置でワークの脱着が可能となる。

発明の構成 この発明において、下定盤の回転数を検知する手段は、
実施例のパルス検知するためのパルス発信器を用いるほ
か、公知のいずれの手段も採用できる。

また、駆動用モータは、実施例のサーボモータのほか、
後述する回転数制御が可能なインバータモータ、パルス
モータなど公知のいずれのモータも採用でき、回転数制
御もモータに応じて、電圧、電流制御などの手段を適宜
選定できる。

この発明において、下定盤の回転数に応じて、キャリア
の公転時の下定盤とキャリヤの相対運動をなくため、イ
ンターナルギヤと太陽ギヤを同期回転可能にするギヤ比
の変更手段は、実施例に示す如く、多数のギヤを用いた
所謂ギヤボックス構成のほか、電磁クラッチ等を使用し
て、太陽ギヤ、インターナルギヤの歯車比を変換させ、
下定盤と同一の回転数になるよう制御する手段などが採
用できる。

図面に基づく発明の開示 第１図はこの発明による多駆動源型の両面精密研摩用ラ
ップ盤の駆動系を示す縦断説明図である。第２図は両面
精密研摩用ラップ盤の回転を示す上面説明図である。第
３図はこの発明による多駆動源型の両面精密研摩用ラッ
プ盤の駆動系を示す縦断説明図である。

実施例１ 構成 両面精密研摩用ラップ盤は、下定盤（１）が基台テーブ
ル（５）上にスラストベアリングで回転自在に載置さ
れ、下定盤（１）の回転シャフト（10）は基台テーブル
（５）の中心部シリンダ（６）内に同軸配置され、その
下端部に受動用ギヤ（11）が設けられ、アイドルギヤ
（12）（13）を介して駆動用モータ（17）より伝達され
たウォーム減速機（16）の駆動用ギヤ（15）にて駆動さ
れる。

下定盤（１）のラップ（1a）上には、複数の小径のキャ
リア（２）が載置され、各キャリア（２）は下定盤
（１）の中心側で太陽ギヤ（20）と噛合し、また外周側
でインターナルギヤ（30）と噛合している。

太陽ギヤ（20）は、下定盤（１）の回転シャフト（10）
内に同軸配置された回転シャフト（21）の上端部に止着
され、下端部側に設けた受動用ギヤ（22）が駆動用モー
タ（25）より伝達されたウォーム減速機（24）の駆動用
ギヤ（23）に噛合して駆動される構成からなる。

インターナルギヤ（30）は、シリンダ（６）の外周部に
回転自在に配置した大径のホイール（31）の上端部に支
持されており、下端部側に設けた受動用ギヤ（32）が駆
動用モータ（36）より伝達されたウォーム減速機（35）
の駆動用ギヤ（34）にアイドルギヤ（33）を介して噛合
して駆動される構成からなる。

上定盤（４）は、太陽ギヤ（20）の回転シャフト（21）
を挿通する回転シャフト（41）の上端部に支持キャップ
（40）を介して内孔部に接続され、回転シャフト（41）
の下端部に設けた受動用ギヤ（42）が駆動用ギヤ（43）
に噛合しており、駆動用ギヤ（43）は前述の下定盤
（１）駆動用のアイドルギヤ（13）と回転軸（14）を共
通にし、下定盤（１）と同じ駆動用モータ（17）で回転
駆動される。

また、上定盤（４）は、図示しない空圧シリンダーから
なる昇降機構で上下動可能に構成してある。

下定盤（１）は駆動用モータ（17）により駆動されてい
るが、伝達途中のアイドルギヤ（13）と回転軸（14）に
パルス発信器（50）を取付け、下定盤（１）の回転数を
パルス検知する。

作用効果 キャリア（２）内のワーク（３）を脱着するに際して、
下定盤（１）の駆動と同モータで駆動される上定盤
（４）を上昇させると、上定盤（４）と回転シャフト
（41）との噛合がはずれて伝達がなく回転しない。

下定盤（１）の回転数をパルス発信器（50）にて検知
し、下定盤（１）の回転数に応じて、太陽ギヤ（20）及
びインターナルギヤ（30）を下定盤（１）回転と同期し
た回転数で駆動するように、太陽ギヤ（20）及びインタ
ーナルギヤ（30）の駆動用モータ（25）（36）をそれぞ
れ制御する。

ワークの脱着時に、下定盤（１）に対して太陽ギヤ（2
0）及びインターナルギヤ（30）を同期回転させること
により、キャリア（２）は太陽ギヤ（20）及びインター
ナルギヤ（30）に噛合って、下定盤（１）上の所定位置
に載置されたまま自転することなく、下定盤（１）の回
転に伴い公転する。

キャリア（２）の下定盤（１）に対しての相対運動をな
くすことで、キャリア（２）内に内在するワーク（３）
は下定盤（１）上でずれることなく脱着することができ
る。

従って、図示しないフットスイッチ等で駆動用モータ
（17）を制御して任意の位置で下定盤（１）を停止さ
せ、ワーク（３）を脱着させることができ、また、下定
盤（１）の回転中にワーク（３）の脱着を実施できる。

実施例２ 構成 実施例１は、下定盤（１）、上定盤（４）の駆動源とそ
れぞれ独立した駆動源にて太陽ギヤ（20）、インターナ
ルギヤ（30）を駆動する例を示した。第２図の例は、一
駆動源で下定盤（１）、上定盤（４）、太陽ギヤ（2
0）、インターナルギヤ（30）の４回転軸を駆動する例
であるが、駆動力を基台テーブル（５）の中心部シリン
ダ（６）内外周に同軸配置した前記４回転軸に、それぞ
れ設けた受動用ギヤ（11）（22）（32）（42）にて伝達
する基本的構成は実施例１の場合と全く同等である。

回転駆動機構は、受動用ギヤの各回転軸に対して平行移
動可能にした伝達ギヤの回転軸（60）を配設し、回転軸
（60）には第２図に示す如く、上からインターナルギヤ
（30）用の伝達ギヤ（61）（62）、下定盤（１）の伝達
ギヤ（63）、太陽ギヤ（20）用の伝達ギヤ（64）（6
5）、そして上定盤（４）用の伝達ギヤ（66）がそれぞ
れ軸止してあり、各受動用ギヤ（11）（22）（32）（4
2）はアイドルギヤを介してそれぞれの伝達ギヤと噛合
し、下定盤（１）用の伝達用ギヤ（63）に駆動用モータ
（51）より伝達されたウォーム減速機（52）の駆動用ギ
ヤ（53）に噛合して駆動される構成からなる。

作用効果 キャリア（２）内のワーク（３）を脱着するに際して、
上定盤（４）を上昇させかつ、伝達ギヤの回転軸（60）
を下降させると、上定盤（４）用の伝達ギヤ（66）は噛
合が外れて回転が伝達されない。

伝達ギヤの回転軸（60）の下降に伴い他のギヤの噛合も
外れるが、前記の通常稼働時に噛合していなかったイン
ターナルギヤ（30）用の伝達ギヤ（62）は、ホイール
（31）の下端部側に設けたもう一つの同期受動用ギヤ
（37）とアイドルギヤを介して噛合する。

また、同様に太陽ギヤ（20）用の他の伝達ギヤ（65）
は、回転シャフト（21）の下端部側に設けたもう一つの
同期受動用ギヤ（26）とアイドルギヤを介して噛合す
る。

この際、下定盤（１）用の伝達用ギヤ（63）は、回転軸
（60）の下降後もアイドルギヤを介して受動用ギヤ（1
1）と噛合するよう幅を拡大してあり、回転駆動時のギ
ヤ比は不変である。

ところが、インターナルギヤ（30）の駆動系の伝達ギヤ
（62）、アイドルギヤ、同期受動用ギヤ（37）によるギ
ヤ比、及び太陽ギヤ（20）の駆動系の伝達ギヤ（65）、
アイドルギヤ、同期受動用ギヤ（26）によるギヤ比は、
予め下定盤（１）回転と同期した回転数で駆動可能に設
定変更されており、ワークの脱着時に、キャリア（２）
は太陽ギヤ（20）及びインターナルギヤ（30）に噛合っ
て、下定盤（１）上の所定位置に載置されたまま自転す
ることなく、下定盤（１）の回転に伴い公転するため、
キャリア（２）内に内在するワーク（３）は下定盤
（１）上でずれることなく脱着することができる。

発明の効果 この発明による両面精密研摩用ラップ盤は、 ワークの脱着を任意の一定位置で、ワークへの傷発生、
あるいはワーク、キャリヤの破損なしで実施できるた
め、ワーク脱着の際、作業者の移動作業がなくなり、作
業工程が軽減され、生産性が向上する。

ま、た一定位置でワークへの傷発生等がなく脱着が可能
なため、自動脱着機を使用して自動化はかることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による多駆動源型の両面精密研摩用ラ
ップ盤の駆動系を示す縦断説明図である。 第２図は両面精密研摩用ラップ盤の回転を示す上面説明
図である。 第３図はこの発明による多駆動源型の両面精密研摩用ラ
ップ盤の駆動系を示す縦断説明図である。 １……下定盤、２……キャリア、３……ワーク、４……
上定盤、５……基台テーブル、６……シリンダ、10,21,
41……回転シャフト、11,22,32,42……受動用ギヤ、12,
13,33……アイドルギヤ、14……回転軸、15,23,34,43,5
3……駆動用ギヤ、16,24,35,52……ウォーム減速機、1
7,25,36,51……駆動用モータ、20……太陽ギヤ、26,37
……同期受動用ギヤ、30……インターナルギヤ、31……
ホイール、40……支持キャップ、60……回転軸、61,62,
63,64,65,66……伝達ギヤ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】昇降自在の上定盤と該上定盤に対向する下
   定盤を有し、上下定盤間にワークを保持する複数のキャ
   リアを配置し、各キャリアが外側のインターナルギヤと
   中心側の太陽ギヤと噛合して自転公転可能となし、各ギ
   ヤ及び各定盤が複数の駆動源で駆動される両面精密研摩
   用ラップ盤において、 上定盤を上昇させてキャリア内のワークを脱着するに際
   し、キャリアを公転させたときの下定盤の回転数を検知
   する手段と、 検知した下定盤の回転数に応じて、キャリアの公転時の
   下定盤とキャリアの相対運動をなくすため、下定盤の回
   転に対してインターナルギヤと太陽ギヤを同期回転させ
   る各駆動源の制御手段とを備えたことを特徴とする両面
   精密研摩用ラップ盤。
2. 【請求項２】昇降自在の上定盤と該上定盤に対向する下
   定盤を有し、上下定盤間にワークを保持する複数のキャ
   リアを配置し、各キャリアが外側のインターナルギヤと
   中心側の太陽ギヤと噛合して自転公転可能となし、各ギ
   ヤ及び定盤の回転軸が同軸配置され、各回転軸に周設し
   た受動用ギヤに各駆動用ギヤが噛合するギヤボックスを
   介して、一駆動源で駆動される両面精密研摩用ラップ盤
   において、 キャリア内のワークを脱着するに際して上定盤を上昇さ
   せた時に、 下定盤の回転数に応じて、キャリアの公転時の下定盤と
   キャリアの相対運動をなくすため、下定盤の回転に対し
   てインターナルギヤと太陽ギヤを同期回転可能にするギ
   ヤ比の変更手段を備えたことを特徴とする両面精密研摩
   用ラップ盤。