JPH08129Y2 - 板状物研磨装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、たとえばシリコンウエハなど板状物の両面
を研磨するのに採用される板状物研磨装置に関するもの
である。

従来の技術 従来、この種の装置としては、たとえば実開昭63-832
52号公報に見られる構造が提供されている。この従来形
式では、上向きの固定側処理部と下向きの可動側処理部
とからなる処理装置を設けるとともに、この処理装置に
対向する板体を固定側に設け、前記板体に複数の貫通孔
を形成し、この貫通孔に嵌入し、かつ貫通孔の内周面に
摺接自在な歯車部を外周に形成したキャリッジを設ける
とともに、このキャリッジに磁気ディスクの保持孔を形
成し、前記キャリッジの歯車部に噛合する駆動歯車を固
定部側に設けている。

この従来形式によると、両処理部の研磨体を縦軸心の
周りで互いに逆方向に回転させながら可動側処理部を下
降させることで、磁気ディスクの両面に対する研磨処理
を行える。その際に駆動歯車の回転力が歯車部を介して
キャリッジに伝えられ、このキャリッジを強制回転させ
ることで磁気ディスクを同方向に回転させ、磁気ディス
クの両面全域に亘っての研磨が行われる。

考案が解決しようとする課題 上記の従来形式において、両研磨体は一定位置におい
て縦軸心の周りに回転し、かつ磁気ディスクは一定位置
で自転するものであり、したがって両研磨体に片減りが
生じ、磁気ディスクの平坦度を悪くしたり、寸法精度を
悪くすることになる。特にキャリッジに対する割合が大
きな磁気ディスクを研磨するときに、この傾向は強くな
る。なおキャリッジ群を縦軸心の周りに公転させ、自転
との組み合せ動を行わせる形式も考えられるが、この場
合も磁気ディスクは一定の軌跡を通ることから両研磨体
に片減りが生じる。

本考案の目的とするところは、自転する板状物を、一
定とならない軌跡で公転させ得、しかも研磨動作は安定
して精度よく行える板状物研磨装置を提供する点にあ
る。

課題を解決するための手段 上記目的を達成すべく本考案の板状物研磨装置は、相
対的に接近離間自在でかつ互いに逆方向に回転自在な一
対の研磨部を設け、これら研磨部間に、板状物を自転な
らびに公転させる板状物保持装置を設け、、この板状物
保持装置を、本体側の支持案内により両研磨部の対向方
向とは直交状の方向に往復移動自在な可動台と、この可
動台の中央部で回転のみ自在に支持した駆動軸と、この
駆動軸に連動しかつ可動台に設けた回転駆動装置と、前
記駆動軸に固定した駆動歯車と、前記可動台に一体化し
たリング状の板体と、この板体の内周縁に固定しかつ前
記駆動歯車に同レベルで対向する内歯歯車と、この内歯
歯車と前記駆動歯車とに同時に噛合しかつ駆動軸軸心の
周りに複数の遊星歯車と、各遊星歯車に形成した板状物
の保持孔とにより構成し、前記可動台を移動させる移動
装置を、この可動台と本体側との間に設けている。

作用 かかる本考案の構成によると、回転駆動装置により、
駆動軸を介して駆動歯車を回転させることで、この駆動
歯車に噛合している各遊星歯車を自転させ得、このとき
各遊星歯車は、固定状の内歯歯車に噛合していることか
ら駆動軸軸心の周りで公転を行い、以って板状物は遊星
歯車と同方向に自転と公転とを行う。このように板状物
を板状物保持装置によって自転ならびに公転させなが
ら、互いに逆方向に回転している研磨部を接近動させる
ことで、板状物の両面に対する研磨処理を行える。そし
て移動装置によって板状物保持装置の全体を往復移動さ
せることで、板状物は、自転と公転に往復移動を加えた
ところの、一定とならない軌跡を通ることになり、その
両面研磨を全域に亘って均一に行える。

実施例 以下に本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。

１は板状物研磨装置で、その本体２は、ベース枠2A
と、このベース枠2Aの一側から立設した架枠2Bと、他側
に配設した保持枠2Cとからなる。この保持枠2Cには上向
きの固定側研磨部10が配設され、そして架枠2Bには下向
きの可動側研磨部30が配設され、両研磨部10,30は上下
方向で相対向している。さらに両研磨部10,30間に板状
物保持装置60が設けられる。

前記固定側研磨部10は、保持枠2Cに連結部材11を介し
て一体化した環状枠体12を有し、この環状枠体12に筒状
の下部回転軸13が挿通され、この下部回転軸13は軸受14
を介して環状枠体12に支持されて縦軸心15の周りに回転
自在となる。そして下部回転軸13の回転は、下部回転軸
13の下端に外嵌し固定した受動歯車16にモータ17の出力
軸18に取付けた駆動歯車19を咬合させることで可能とな
り、その際にモータ17はブラケット20を介してベース枠
2Aに固定される。前記下部回転軸13の上部はフランジ部
13aに形成され、このフランジ部13aの上面にリング状の
下位研磨体（砥石など定盤）21が取付けられる。

前記可動側研磨部30は、前記架枠2B側のレール３に案
内される箱状の昇降枠31を有し、その昇降はシリンダ装
置（図示せず）によって行われる。前記昇降枠31内には
上下方向の外筒体32が固定され、この外筒体32に挿通し
た内筒体33は軸受34を介して縦軸心35の周りに回転のみ
自在に支持される。この内筒体33の回転は、昇降枠31に
モータ36を設け、その出力軸37に取付けた伝動輪体38と
内筒体33の上端に外嵌し固定した受動輪体39とを無端伝
動体40で連動連結することで行え、その際に縦軸心35は
下部の縦軸心15と同一線上にある。

前記内筒体33内にはスプライン筒41が固定され、この
スプライン筒41にスプライン嵌合して挿通するスプライ
ン軸42が設けられる。このスプライン軸42の下部に形成
した軸部42aの中間にはキーなどを介してボス部材43が
固着され、そして下端には球軸受44を介してフランジ材
45が遊動自在に取付けてある。またフランジ材45の上端
と前記ボス部材43とが鍔状の駆動板46を介して連結され
ている。

前記フランジ材45が円盤状であって、その下面にリン
グ状の上位研磨体（砥石など定盤）47が取付けられる。
前記軸部42aの上端には軸受48を介してブラケット49が
取付けられ、このブラケット49に、前記外筒体32に取付
けた複数のシリンダ装置50が連動されている。

前記板状物保持装置60は、前記ベース枠2A上で支持さ
れる一対の架台61を保持枠2C内に有し、これら保持枠2C
上にガイドレール62が平行して配設される。両ガイドレ
ール62にガイド部材63を介して支持案内される可動台64
は、両研磨部10,30の対向方向（上下方向）とは直交状
の方向（横方向）に移動自在となる。

この可動台64の中央部において軸受65を介して支持さ
れる筒状の駆動軸66は、縦方向の駆動軸軸心67の周りで
回転のみ自在となる。そして駆動軸66の回転は、可動台
64にモータ（回転駆動装置）68を設け、その出力軸69に
取付けた伝動輪体70と駆動軸66の下端に外嵌し固定した
受動輪体71とを無端伝動体72で連動連結することで行え
る。前記駆動軸66は環状枠体12内を通り、その上端には
駆動歯車73が固定される。

前記可動台64から複数のポスト74が立設され、これら
ポスト74の上端間にリング状の板体75が固定される。そ
して板体75の内周縁には、前記駆動歯車73に同レベルで
対向する内歯歯車76が固定されている。これら駆動歯車
73と内歯歯車76とに同時に噛合する遊星歯車77が駆動軸
軸心67の周りに複数（実施例では４個）配設され、これ
ら遊星歯車77の中央部には、シリコンウエハなど板状物
５の保持孔78を形成している。なお一個の遊星歯車77に
対する保持孔78の数は単数、複数など任意であり、また
形状も矩形など任意である。

次に上記実施例の板状物研磨装置１を使用して板状物
５を研磨する作用を説明する。

板状物５を供給する前に両研磨部10,30ならびに板状
物保持装置60は回転を停止している。そして可動側研磨
部30は、第５図に示すようにシリンダ装置の作動によっ
て上昇している。この状態で、側方に配設した移載装置
（図示せず）などによって、遊星歯車77の保持孔78に板
状物５を嵌装させる。このとき、嵌装された板状物５の
下面は下位研磨体21で受け止められる。

次いで可動側研磨部30を所定レベルまで下降させたの
ち、シリンダ装置50の伸展により、ブラケット49、スプ
ライン軸42などを介して上位研磨体47を下降させるとと
もに、各モータ17,36,68を始動させる。これにより上位
研磨体47が板状物５の上面に接触し、かつ両研磨体21,4
7が相反する方向に回転して各板状物５の両面研磨が行
われる。

すなわち固定側研磨部10では、モータ17の回転力が駆
動歯車19、受動歯車16、下部回転軸13などを介して下位
研磨体21に伝えられ、この下位研磨体21を縦軸心15の周
りに回転させる。また可動側研磨部30では、モータ36の
回転力が無端伝動体40、内筒体33、スプライン筒41、ス
プライン軸42、駆動板46、フランジ材45などを介して上
位研磨体47に伝えられ、この上位研磨体47を縦軸心35の
周りに回転させる。その際に両研磨体21,47や板状物５
の多少の変位は、球軸受44を介してのフランジ材45の変
位で吸収し得る。

このようにして行われる両面の研磨中に、モータ68の
回転力は無端伝動体72、駆動軸66などを介して駆動歯車
73に伝えられる。これにより駆動歯車73を、たとえば第
３図のＡ方向に回転させる。すると駆動歯車73に噛合し
ている各遊星歯車77は自転Ｂを行うが、このとき各遊星
歯車77は固定状の内歯歯車76に噛合していることから駆
動軸心67の周りで公転Ｃを行い、以って遊星歯車77と同
方向に自転Ｂと公転Ｃとを行う板状物５は、その両面研
磨が全域に亘って均一に行われることになる。

さらに移動装置80のモータ81も始動されており、押し
引き杆82の押し引き力が可動台64に伝えられ、これによ
り可動台64はガイドレール62に支持案内されて往復動を
行う。ここで可動台64は板状物保持装置60のベースを形
成していることから、板状物保持装置60の全体が往復動
を行うことになる。すなわち両研磨体21,47間に位置し
た板状物５群は、第４図に示すように自転Ｂならびに公
転Ｃとともに横移動Ｄが加えられることになり、以って
一定とならない軌跡を通りながら両面が研磨されること
になる。その際に、それぞれ別のモータ17,68,81で駆動
しているため一定の条件にならないようにでき、さらに
いずれかの回転数を変速モータにすることで、色々な条
件に対応できる。

上記実施例では両縦軸心15,35を回転軸心とした形式
を述べたが、これは回転軸心を傾斜軸心や横軸心とした
形式であってもよい。

考案の効果 上記構成の本考案によると、板状物を板状物保持装置
によって自転ならびに公転させながら、互いに逆方向に
回転している研磨部を接近動させることで、板状物の両
面に対する研磨処理を行うことができる。そして移動装
置によって板状物保持装置の全体を往復移動させること
で、板状物は自転と公転に移動を加えたところの、一定
とならない軌跡を通すことができ、したがって両研磨体
に片減りが生じることなく、板状物の平坦度や寸法精度
を高めることができる。これにより板状物は、その両面
研磨を全域に亘って均一に行うことができ、その際に板
状物保持装置の全体を往復移動させることで、研磨動作
は安定して精度よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の一実施例を示し、第１図は板状物研磨装
置の縦断正面図、第２図は同要部の拡大図、第３図、第
４図は作用状態を示す平面図、第５図は全体の一部切り
欠き側面図である。 １……板状物研磨装置、２……本体、５……板状物、10
……固定側研磨部、12……環状枠体、13……下部回転
軸、15……縦軸心、17……モータ、21……下位研磨体、
30……可動側研磨部、35……縦軸心、36……モータ、42
……スプライン軸、45……フランジ材、46……駆動板、
47……上位研磨体、60……板状物保持装置、62……ガイ
ドレール、64……可動台、66……駆動軸、67……駆動軸
軸心、68……モータ（回転駆動装置）、73……駆動歯
車、75……板体、76……内歯歯車、77……遊星歯車、78
……保持孔、80……移動装置、82……押し引き杆。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相対的に接近離間自在でかつ互いに逆方向
   に回転自在な一対の研磨部を設け、これら研磨部間に、
   板状物を自転ならびに公転させる板状物保持装置を設
   け、、この板状物保持装置を、本体側の支持案内により
   両研磨部の対向方向とは直交状の方向に往復移動自在な
   可動台と、この可動台の中央部で回転のみ自在に支持し
   た駆動軸と、この駆動軸に連動しかつ可動台に設けた回
   転駆動装置と、前記駆動軸に固定した駆動歯車と、前記
   可動台に一体化したリング状の板体と、この板体の内周
   縁に固定しかつ前記駆動歯車に同レベルで対向する内歯
   歯車と、この内歯歯車と前記駆動歯車とに同時に噛合し
   かつ駆動軸軸心の周りに複数の遊星歯車と、各遊星歯車
   に形成した板状物の保持孔とにより構成し、前記可動台
   を移動させる移動装置を、この可動台と本体側との間に
   設けたことを特徴とする板状物研磨装置。