JPH10235557A - 回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転テーブル等が大型化しても床面から回転
テーブルの上面までの高さを可及的に低く抑制し得るこ
とのできる回転装置を提供する。 【解決手段】 回転軸３０の先端部近傍に設けられた回
転テーブル２２に冷却水を供給・排出するディストロビ
ュータ４０を具備する回転装置において、該該ディスト
ロビュータ４０が、回転テーブル２２の直下に位置する
固定部４４の外周面に設けられたシール部材４８に摺接
して、回転軸３０に伴って回転可能に設けられた回転部
４２と、回転部４２と固定部４４との各々に形成され
た、回転テーブル２２に冷却水を供給・排出する流体通
路（５０ａ、５０ｂ）（５２ａ、５２ｂ）と、シール部
材４８に挟まれて設けられ、流体通路（５０ａ、５０
ｂ）（５２ａ、５２ｂ）の各々を接続する接続部材５４
ａ、５４ｂとから成ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は回転装置に関し、更
に詳細には回転軸の先端部近傍に設けられた回転テーブ
ルの下方に、前記回転テーブルに流体を供給及び／又は
排出する供給口及び／又は排出口するディストロビュー
タを具備する回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すシリコンウェーハ等のワーク
を研磨する研磨装置においては、互いに反対方向に回転
する回転テーブルである下定盤２００と上定盤２０２と
の間に、インターナルギア２０４と太陽ギア２０６とに
より駆動されるキャリア２０８が配設される。このキャ
リア２０８には、研磨対象のワークを担持する透孔（図
示せず）が穿設されている。かかる透孔に担持されたワ
ークの両面は下定盤２００と上定盤２０２とによって同
時に研磨される。尚、インターナルギア２０４は、下定
盤２００とは異なる回転数ではあるものの、下定盤２０
０と同方向に回転され、且つ太陽ギア２０６も、上定盤
２０２とは異なる回転数ではあるものの、上定盤２０２
と同方向に回転される。

【０００３】図７に示す両面研磨用の研磨装置におい
て、下定盤２００、インターナルギア２０４、及び太陽
ギア２０６の各々は、筒状回転軸２００ａ、２０４ａ、
２０６ａによって回転され、上定盤２０２は筒状回転軸
２０６ａの中空部に挿入された棒状回転軸２０２ａによ
って回転されている。これら回転軸の各々を回転する動
力は、電動モータ２１０からの動力をウォーム減速装置
２１２によって所定速度に減速した後、各回転軸に動力
を伝達する動力伝達ギアの各々を介して各回転軸に伝達
される。ところで、図７に示す研磨装置においては、研
磨中に摩擦熱等に因り発熱することがあり、下定盤２０
０の研磨面に対して裏面側に冷却水を流して下定盤２０
０を冷却したり、或いは下定盤２００に載置されたワー
クに、研磨材を含有する研磨液を供給することが必要と
なる場合がある。

【０００４】本発明者等は、下定盤２００の研磨面の裏
面側に形成された冷却水用通路に冷却水を流して下定盤
２００を冷却する場合、図８に示す様に、矢印Ｍ方向に
回転する回転軸２０２ａ内に、下定盤２００に冷却水を
供給する供給通路２１４と、下定盤２００からの排出水
を排出する排出通路２１６とを形成すると共に、回転軸
２０２ａの下端部に、ディストロビュータ２１８を設け
た。このディストロビュータ２１８には、矢印Ｍ方向に
回転する回転軸２０２ａの下端部外周面に、冷却水の供
給口２２６と排出水の排出口２２８とが形成された非回
転の筒状体２２０が、ベアリング２２２ａ、２２２ｂ及
びシール部２２４を介して設けられている。更に、シー
ル部２２４には、回転軸２０２ａに形成された供給通路
２１４及び排出通路２１６と、非回転の筒状体２２０に
形成された供給口２２６及び排出口２２８とを接続する
接続部材２３０、２３０が設けられている。かかる接続
部材２３０は、筒状体２２０の供給口２２６及び排出口
２２８に対応する位置に、筒状体の外周面に沿って周設
された溝部の底面に、内周面に一端が開口する貫通孔の
他端が開口するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この様な、図８に示す
ディストロビュータ２１８を回転軸２０２ａの下端部に
設けることによって、回転軸２０２ａの供給通路２１４
に冷却水を研磨装置の外部から供給できると共に、排出
通路２１６からの排出水を研磨装置の外部に排出でき
る。しかし、最近では、研磨装置で研磨するシリコンウ
ェーハ等のワークが大型化してきており、下定盤２００
及び上定盤２０２等も大型化してきている。このため、
下定盤２００等を回転する電動モータ２１０も大型化せ
ざる得ない。更に、上定盤２０２は、ワークの取り出し
等のために上下方向に昇降可能に設けられているが、上
定盤２０２の大型化に伴い、上定盤２０２が降下して下
定盤２００に着地する着地スピードを調整すべく、回転
軸２０２ａの下端下方に油圧又は圧空のアクチュエータ
を設けることが必要となってくる。

【０００６】このため、電動モータ２１０の大型化と相
俟って、床面から下定盤２００の上面までの高さが高く
なりつつある。この様に、下定盤２００等の大型化に伴
って床面から下定盤２００等の回転テーブルの上面まで
の高さが高くなり、回転テーブル上での種々の作業性が
低下し易くなる傾向がある。一方、床面から回転テーブ
ルの上面までの高さを一定に保持するように、電動モー
タ等が挿入される凹部を床に形成することが考えられる
が、回転装置の設置コストが高くなる。そこで、本発明
の課題は、回転テーブル等が大型化しても、床面から回
転テーブルの上面までの高さを可及的に低くし得ること
のできる回転装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
を解決すべく検討を重ねた結果、回転軸２０２ａとは別
体に形成した固定部と回転部との各々に流体通路を形成
して成るディストロビュータを、下定盤２００の直下に
配設することによって、床面から下定盤２００の上面ま
での高さを可及的に低くし得ることを見出し、本発明に
到達した。すなわち、本発明は、回転軸の先端部近傍に
設けられた回転テーブルに流体を供給及び／又は排出す
るディストロビュータを具備する回転装置において、該
ディストロビュータが、前記回転テーブルの直下に位置
する固定部の外周面に設けられたシール部材に摺接し
て、前記回転軸に伴って回転可能に設けられた回転部
と、前記回転部と固定部との各々に形成された、前記回
転テーブルに流体を供給及び／又は排出する流体通路
と、前記シール部材に挟まれて設けられ、前記流体通路
の各々を接続する接続部材とから成ることを特徴とする
回転装置にある。

【０００８】かかる本発明において、接続部材として、
回転部と固定部との各々に形成された流体通路の開口部
と接続されるように、筒状部の外周面及び内周面の各周
面に溝部を周設し、且つ前記外周面側の溝部底面と内周
面側の溝部底面とを連結する貫通孔を形成した鼓状接続
部材を用いることにより、回転部と固定部とに形成した
各流体通路を容易に接続できる。また、回転テーブルに
流体を供給及び／又は排出する供給口及び／又は排出口
をディストロビュータの回転部に設けると共に、回転装
置の外部から流体を供給及び／又は排出する外部供給口
及び／又は外部排出口をディストロビュータの固定部に
設けることによって、回転テーブルへの流体を供給及び
／又は回転テーブルからの流体の排出を容易に行うこと
ができる。

【０００９】本発明の回転装置によれば、回転軸とは別
体に形成した回転部と固定部とから成るディストロビュ
ータを設ける。このため、流体通路を、ディストロビュ
ータの回転部と固定部とに形成でき、回転軸に流体通路
を形成する場合の如く、ディストロビュータの設置位置
が限定されず、しかもディストロビュータの回転部と固
定部との高さ等は調整可能である。このため、本発明に
係る回転装置では、回転テーブルの直下の空間部にディ
ストロビュータを設けることができ、回転軸に流体通路
を形成する場合の如く、床面から回転テーブルの上面ま
での高さを高くしてディストロビュータを設けるための
スペースを確保することを要しない。その結果、床面か
ら回転テーブルの上面までの高さを可及的に低くでき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明について、図１に示す研磨
装置を用いて説明する。図１は、両面研磨装置の下部構
造を示すものであり、下定盤１０、太陽ギア１２、及び
インターナルギア１４の各々は、単独で回転可能に設け
られている。このうち、下定盤１０は、基台１６上に回
転可能に設けられた回転ホルダー１８に放射状に形成さ
れたリブ２０、２０上に回転テーブル２２が固着されて
いるものである。この回転ホルダー１８は、モータ２４
によって回転駆動される中空回転軸２６に連結されてい
る。また、太陽ギア１２は、中空回転軸２６に挿通さ
れ、図示しないモータによって回転駆動される中空回転
軸３０に連結され、インターナルギア１４も、図示しな
いモータによって回転駆動されている。この様に、下定
盤１０、太陽ギア１２、及びインターナルギア１４の各
々を回転駆動するモータには、電動モータを用いて１個
のインバータによって互いの同期を取ってもよく、モー
タを小型化することができ且つ互いの同期を取り易い油
圧モータを用いてもよい。尚、太陽ギア１２とインター
ナルギア１４とは、下定盤１０の回転テーブル２２の磨
耗程度に応じて位置調整が可能となるように、油圧シリ
ンダ又は圧空シリンダ等の駆動装置によって上下動可能
に設けられている。

【００１１】図１に示す下定盤１０の回転テーブル２２
には、研磨するワークが透孔内に挿入されるキャリア
（図示せず）を介して上定盤が載置されるが、上定盤が
傾斜した状態で載置されることがある。このため、傾斜
状態の上定盤を水平状態として回転テブーブル２２上に
載置すべく、中空回転軸３０うちに挿通された中実シャ
フト３２の上端部に、回転テブーブル２２よりも先に上
定盤が当接する当接部３４が設けられている。この当接
部３４には、上定盤と当接する水平な当接面が形成され
ているため、上定盤は当接部３４の水平面に当接して水
平状態となってから回転テーブル２２上に載置される。
尚、中実シャフト３２の下端側には、当接部３４に上定
盤が当接した後、上定盤の着地スピードを制御すべく、
油圧又は圧空のアクチュエータ３６が設けられている。

【００１２】この様な、図１に示す研磨装置の下定盤１
０を構成する回転テーブル２２は、研磨中にワークとの
摩擦熱等に因り加熱される。このため、回転テーブル２
２の背面側には、回転テーブル２２を冷却するための冷
却水を通水する冷却水用通路３８、３８が形成されてい
る。かかる冷却水用通路３８、３８に冷却水を供給する
と共に、冷却水用通路３８、３８から排出される排出水
が排出されるディストロビュータ４０が、下定盤１０の
直下に設けられている。このディストロビュータ４０の
構造を図２に示す。ディストロビュータ４０は、中空回
転軸２６に連結され、中空回転軸２６の回転力を回転ホ
ルダー１８に伝達する筒状の回転部４２と、基台１６に
連結されて成る筒状の固定部４４とから構成されてい
る。更に、回転部４２は、図２に示す様に、筒状の固定
部４４の外周面側を中空回転軸２６に伴って回転するよ
うに配設されている。

【００１３】かかる筒状の固定部４４の内周面は、中空
回転軸２６と回転部４２とを連結する連結部と摺接する
ベアリング４６、４６に摺接され、且つ固定部４４の外
周面には、回転部４２の内周面が摺接して回転するシー
ル部材４８、４８・・が設けられている。この様な、回
転部４２と固定部４４とには、流体通路として、上定盤
１０に設けられた冷却水用通路３８に冷却水を供給する
供給通路５０ａ、５０ｂが形成されていると共に、冷却
水用通路３８から排出される排出水が排出される排出通
路５２ａ、５２ｂが形成されている。この供給通路５０
ａ、５０ｂは、シール部材４８に挟まれた接続部材５４
ａによって接続され、排出通路５２ａ、５２ｂも、シー
ル部材４８に挟まれた接続部材５４ｂによって接続され
ている。尚、シール部材４８は、図３に示す様に、ゴム
製のＶ字状リングであって、固定部４４の外周面に沿っ
て上下方向に複数段積層されている。

【００１４】かかる接続部材５４ａ（５４ｂ）の斜視図
を図４に示すと共に、その部分断面側面図を図５に示
す。接続部材５４ａ（５４ｂ）は、図４及び図５に示す
様に、鼓状であって、筒状部の外周面及び内周面の各周
面に溝部５６ａ、５６ｂが周設されていると共に、外周
面側の溝部５６ａの底面と内周面側の溝部５６ｂの底面
とを連結する貫通孔５８、５８・・が放射状に形成され
ているものである。かかる接続部材５４ａは、図３に示
す様に、溝部５６ａ、５６ｂが回転部４２と固定部４４
との各々に形成された供給通路５０ａ、５０ｂの各開口
部と接続される位置となるように、シール部材４８に挟
まれて配設される。このため、接続部材５４ａの外周面
に周設された溝部５６ａには、回転部４２に形成された
供給通路５０ａの開口部が常に接続され、且つ接続部材
５４ａの内周面に周設された溝部５６ｂにも、固定部４
４に形成された供給通路５０ｂの開口部が常に接続され
ている。従って、固定部４４に形成された供給通路５０
ｂを経由した冷却水は、接続部材５４ａの溝部５６ｂ、
貫通孔５８、５８・・、及び溝部５６ａを経由して回転
部４２に形成された供給通路５０ａに供給される。

【００１５】また、接続部材５４ａの下方にシール部材
４８に挟まれて配設されている接続部材５４ｂは、回転
部４２に形成された排出通路５２ａと固定部４４に形成
された５２ｂとを接続するためのものである。この接続
部材５４ｂの外周面に周設された溝部５６ａには、排出
通路５２ａの開口部が常に接続され、且つ接続部材５４
ｂの内周面に周設された溝部５６ｂにも、固定部４４に
形成された排出通路５２ｂの開口部が常に接続されてい
る。このため、回転部４２に形成された排出通路５２ａ
を通過した排出水は、接続部材５４ｂの溝部５６ａ、貫
通孔５８、５８・・、及び溝部５６ｂを経由して固定部
４４に形成された排出通路５２ａに排出される。尚、接
続部材５４ａ、５４ｂは、その周面の一部が回転部４２
や固定部４４に摺接し且つシール部材４８によって挟ま
れているため、溝部５６ａ、５６ｂから冷却水や排出水
が漏出することはない。

【００１６】図３に示す供給通路５０ａに供給された冷
却水は、図６に示す様に、下定盤１０を構成する回転テ
ーブル２２の背面側に形成された冷却水用通路３８に供
給される。かかる供給通路５０ａが形成された回転部４
２と回転テーブル２２とは、同一方向に同一速度で回転
しているため、供給通路５０ａの出口に設けられた継手
６０と冷却水用通路３８の入口に設けられた継手６２と
をホース等で容易に接続することができる。また、冷却
水用通路３８の出口に設けられた継手と排出通路５２ａ
の入口に設けられた継手とをホース等で接続することに
よって、冷却水用通路３８から排出される排出水を排出
通路５２ａに排出できる。更に、外部から冷却水を供給
通路５０ｂに供給するための外部供給口及び排出水を排
出通路５２ｂから外部に排出するための外部排出口は、
固定部４４の外周面に設けることができ、冷却水を供給
するホース或いは排出水を排出するホース等を容易に装
着できる。

【００１７】図１〜図６に示すディストロビュータ４０
は、下定盤１０を構成する回転テーブル２２の直下の空
間部に配設すべく、その固定部４４及び回転部４２の高
さを調整可能である。このため、図１に示す研磨装置に
おいては、回転軸の下端部にディストロビュータを設け
る場合（図８）の如く、回転軸にディストロビュータを
設けるスペースを確保することを要せず、回転テーブル
２２等が大型化しても、床面から回転テーブル２２の上
面までの高さを抑制することができ、研磨作業等の作業
性を維持できる。また、回転テーブル２２等を回転する
回転軸に流体通路を形成することを要しないため、回転
軸に流体通路を掘削する面倒な作業を省略できる。

【００１８】以上、図１〜図６においては、研磨装置の
回転テーブル２２を冷却する冷却水を供給・排出するデ
ィストロビュータについて説明してきたが、回転テーブ
ル２２に載置されたワークに供給する研磨材を含む研磨
液用のディストロビュータとして使用してもよい。この
場合、ディストロビュータには、研磨液供給用の流体通
路のみを形成することで足りる。更に、ディストロビュ
ータに、研磨液供給用の流体通路と、冷却水を供給・排
出する流体通路とを併設してもよい。また、回転テーブ
ル２２の下面側に真空室を設け、ワークの下面側を真空
にして固定すべく、ディストロビュータに真空室の排気
を行う排気用の流体通路を形成してもよい。尚、研磨装
置以外の回転テーブルを具備する回転装置においても、
図１〜図６に示すディストロビュータ４０を採用できる
ことは勿論のことである。

【００１９】

【発明の効果】本発明の回転装置によれば、回転テーブ
ル等が大型化しても、床面から回転テーブルの上面まで
の高さを可及的に低く抑制でき、回転テーブルへのワー
クの載置又は取り出し等の回転テーブル上の各種作業を
容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一例である研磨装置の下部構造を示す
部分断面図である。

【図２】図１に示す研磨装置に設けられたディストロビ
ュータを説明する部分断面図である。

【図３】図２に示すディストロビュータの部分拡大断面
図である。

【図４】図２に示すディストロビュータに用いられてい
る接続部材の斜視図である。

【図５】図２に示すディストロビュータに用いられてい
る接続部材の部分断面側面図である。

【図６】図２に示すディストロビュータの上部構造を示
す部分断面図である。

【図７】研磨装置を説明するための説明図である。

【図８】従来のディストロビュータを説明するための部
分断面図である。

【符号の説明】

１０ 下定盤 ２２ 回転テーブル ３８ 冷却水用通路 ４０ ディストロビュータ ４２ 回転部 ４４ 固定部 ４８ シール部材 ５０ａ、５０ｂ 供給通路（流体通路） ５２ａ、５２ｂ 排出通路（流体通路） ５４ａ、５４ｂ 接続部材 ５６ａ、５６ｂ 溝部 ５８ 貫通孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸の先端部近傍に設けられた回転テ
   ーブルに流体を供給及び／又は排出するディストロビュ
   ータを具備する回転装置において、 該ディストロビュータが、前記回転テーブルの直下に位
   置する固定部の外周面に設けられたシール部材に摺接し
   て、前記回転軸に伴って回転可能に設けられた回転部
   と、 前記回転部と固定部との各々に形成された、前記回転テ
   ーブルに流体を供給及び／又は排出する流体通路と、 前記シール部材に挟まれて設けられ、前記流体通路の各
   々を接続する接続部材とから成ることを特徴とする回転
   装置。
2. 【請求項２】 接続部材が、回転部と固定部との各々に
   形成された流体通路の開口部と接続されるように、筒状
   部の外周面及び内周面の各周面に溝部が周設され、且つ
   前記外周面側の溝部底面と内周面側の溝部底面とを連結
   する貫通孔が形成されて成る鼓状接続部材である請求項
   １記載の回転装置。
3. 【請求項３】 回転テーブルに流体を供給及び／又は排
   出する供給口及び／又は排出口がディストロビュータの
   回転部に設けられていると共に、 回転装置の外部から流体を供給及び／又は排出する外部
   供給口及び／又は外部排出口がディストロビュータの固
   定部に設けられている請求項１又は請求項２記載の回転
   装置。