JPH11291159A

JPH11291159A - 両面研磨装置

Info

Publication number: JPH11291159A
Application number: JP9486698A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Nakamura; 由夫中村; Atsushi Kajikura; 惇鍛治倉
Original assignee: Fujikoshi Machinery Corp
Current assignee: Fujikoshi Machinery Corp
Priority date: 1998-04-07
Filing date: 1998-04-07
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】ワークの出し入れや定盤の交換等の作業性を
向上できると共に、安全性を向上できること。【解決手段】ワークを支持する下定盤３０と、上定盤
２０との間でワークを挟圧し、上定盤２０、下定盤３０
及びワークを相対的に運動させてワークを研磨する両面
研磨装置において、上定盤２０を、下定盤３０に対して
所定の間隔が開くように上下方向へスライドさせる上下
スライド機構８１と、上定盤２０を、下定盤３０の少な
くとも一部の上方を開放するよう、下定盤３０に対して
水平方向へスライドさせる水平スライド機構８２とを具
備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は両面研磨装置に関
し、さらに詳細には、ワークを支持する下定盤と、上定
盤との間でワークを挟圧し、上定盤、下定盤及びワーク
を相対的に運動させてワークを研磨する両面研磨装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコンウェーハ等の薄板状の被加工物
を研磨する研磨装置としてはラッピング装置があり、被
加工物の研磨面を鏡面に研磨する研磨装置としてはポリ
シング装置がある。例えば、ラッピング装置では、太陽
ギヤである外歯車（以下、「エクスターナルギヤ」）と
内歯車（以下、「インターナルギヤ」という）を異なる
角速度で回転することによって、被加工物（以下、「ワ
ーク」という）を透孔中に保持したキャリアを自転させ
ると共に公転させる。キャリアは遊星歯車に相当する。
そして、そのキャリアの上下に設けられた上下の研磨定
盤（以下、上の研磨定盤を「上定盤」と、下の研磨定盤
を「下定盤」という）によりワークを上下から挟むと共
に、上定盤と下定盤とワークの間にスラリー（研磨液）
を供給し、ワークに対して各定盤が相対的に移動（回転
及び／又は揺動運動）してワークの両面を同時に研磨す
るものがある。このラッピング装置は、いわゆる４ウェ
イ駆動方式の両面研磨装置として知られており、ワーク
を精度高く平坦化及び研磨できると共に、ワークの両面
を同時に加工できるため加工時間が短くて済み、半導体
チップの素材となるシリコンウェーハ等の薄物研磨加工
に適している。

【０００３】また、ポリシング装置としても、上記４ウ
ェイ駆動方式のラッピング装置と同様の構成を備える両
面ポリシング装置がある。両面ポリシング装置では、上
定盤と下定盤のそれぞれのワークを研磨する研磨面が、
研磨クロスが貼着されて成り、ワークを鏡面に研磨する
ことができる。

【０００４】従来のラッピング装置の具体例について、
図７に基づいて説明する。２０は上定盤であり、下面に
ワーク１０であるシリコンウェーハをラッピングする研
磨面が形成され、上面にキー２１が装着されている。２
２は空圧等のシリンダ装置であり、門型フレーム１４の
上部に設けられている。上定盤２０は、回転板２３及び
連結ロッド２７を介し、シリンダ装置２２のピストンロ
ッド２２ａの先端に吊り下げられ、回転自在に支持され
ている。すなわち、回転板２３に固定された連結部２２
ｂによって、ロッド２２は回転しない状態で、そのロッ
ド２２に対し、連結ロッド２７を介して連繋された回転
板２３及び上定盤２０が、回転可能且つ脱落しないよう
に設けられている。そして、上定盤２０は、その自重に
基づく下定盤３０への押圧力を、シリンダ装置２２によ
る吊り上げ力の調整で加減圧可能に設けられている。

【０００５】また、上定盤２０は、キー２１が駆動モー
タ７０の動力で回転される回し金５４のキー溝に挿入・
係合しており、駆動モータ７０によって回転駆動され
る。回し金５４の下部には回し金シャフト５４ａが垂設
されており、その下端部に設けられたシャフトギヤ５４
ｂは、アイドルギヤ６３を介してスピンドル６０に設け
られたスピンドルギヤ６４に噛合している。この動力伝
達機構により、駆動モータ７０の動力が回し金５４を介
して上定盤２０に伝達される。なお、上定盤２０と回し
金５４とをキー２１で連繋するのは、ワーク１０の給排
或いは保守管理の際に、上定盤２０を下定盤３０との間
隔が広くあくように吊り上げる必要のためである。

【０００６】５０はエクスターナルギヤであり、キャリ
ア４０に噛合して回転駆動させる。このエクスターナル
ギヤ５０には、回し金シャフト５４ａの周囲に同心に設
けられた第１中空シャフト５０ａが連結しており、その
第１中空シャフト５０ａに設けられたシャフトギヤ５０
ｂは、スピンドル６０に設けられたスピンドルギヤ６５
に噛合している。また、下定盤３０には、第１中空シャ
フト５０ａの周囲に同心に設けられた第２中空シャフト
３０ａが連結されており、その第２中空シャフト３０ａ
の中途部に設けられたシャフトギヤ３０ｂがスピンドル
６０に設けられたスピンドルギヤ６１に噛合している。

【０００７】また、５２はインターナルギヤであり、キ
ャリア４０に噛合して回転駆動させる。このインターナ
ルギヤ５２には、第２中空シャフト３０ａの周囲に同心
状に設けられた第３中空シャフト５２ａが連結されてお
り、その第３中空シャフト５２ａに設けられたシャフト
ギヤ５２ｂがスピンドル６０に設けられたスピンドルギ
ヤ６２に噛合している。なお、スピンドル６０は、可変
減速機６９に連結されており、その可変減速機６９はベ
ルトを介して電動モータ、油圧モータ等の駆動モータ７
０に連結されている。これにより、上定盤２０、下定盤
３０、エクスターナルギヤ５０、インターナルギヤ５２
は、同一の駆動モータ７０よって、可変減速機６９、ギ
ヤ列、各シャフトを介してそれぞれ動力が伝達されて、
回転駆動されていた。

【０００８】このような構成から成るラッピング装置に
よれば、前述したように、上定盤２０は、その自重に基
づく下定盤３０への押圧力を、シリンダ装置２２による
吊り上げ力の調整で加減圧可能に設けられている。すな
わち、ピストンロッド２２ａをシリンダ本体へ収縮させ
る方向へ作動するよう、下側の圧力室へ供給する圧力流
体を高くすればするほど、上定盤２０の下定盤３０への
押圧力をより軽減できる。従って、上定盤２０の下定盤
３０への押圧力としては、最大で上定盤２０の自重を加
えることが可能である。シリコンウェーハの研磨加工に
おいては、その表面に凹凸があるときには、シリンダ装
置２２に高圧の圧力流体を供給し、上定盤２０による押
圧力を減圧をしてラッピングする。徐々にシリンダ装置
２２に供給している圧力流体の圧力を下げて、上定盤２
０による押圧力を増大させる。そして、シリコンウェー
ハの表面が滑らかになると共に厚みが均一になって、そ
のシリコンウェーハが全面的に均一な荷重を受ける状態
となった後に、上定盤２０の全自重がかかるように調整
がなされてラッピング加工が行われている。

【０００９】また、図８の背景技術に示すように、上定
盤支持機構１２として、基体の上部（門型フレーム１４
の梁中央部）にピストンロッド２２ａが上下方向に伸縮
可能に配設されたシリンダ装置２２と、シリンダ装置２
２のピストンロッド２２ａの下端に、ピストンロッド２
２ａの軸心を中心に回転可能に装着された回転板２４
と、回転板２４に上下動可能に挿通され、上定盤２０及
び回転板２４が前記軸心を中心に一体に回転するよう、
下端が上定盤２０に連結されると共に、上端側に回転板
２４からの脱落を防止する抜け止め部２６ａが設けら
れ、前記軸心を中心とする円周方向に所定の間隔をおい
て配された複数の連結ロッド２６と、連結ロッド２６の
各抜け止め部２６ａと回転板２４との間に装着された弾
性部材（コイルスプリング２８）とを備え、上定盤２０
を吊り下げ支持すると共に、上定盤２０の自重に基づく
下定盤３０へ押圧力を、シリンダ装置２２による吊り上
げ力の調整で加減圧する構成にすれば、ピストンロッド
２２ａの有効伸縮ストロークを長くとることができ、シ
リンダ装置２２の内部抵抗の影響を受けにくく、上定盤
２０による押圧力を安定的且つ滑らかに変化でき、高精
度の研磨を好適に行うことが可能である。

【００１０】さらに、複数の連結ロッド２６が、ピスト
ンロッド２２ａの軸心を中心とする円周方向及び径方向
に間隔をおいて配されると共に、弾性部材が介在するこ
とで、上定盤２０全面を好適に均一に吊り下げ支持し、
上定盤２０自体の重量による変形を最少限に抑制するこ
とができるため、ワークをより一層高い精度で好適に研
磨できる。

【００１１】以上のようなラッピング装置、或いはポリ
ッシング装置では、ワークの仕込み取り出し（出し入
れ）、上定盤２０及び下定盤３０の交換、或いは研磨ク
ロスの交換の作業を主に人手によって行っている。すな
わち、上記の作業の際には、シリンダ装置２２で上定盤
２０を持ち上げた後、セフティロックで上定盤２０が下
がらないようにして、作業者が上定盤２０と下定盤３０
との間に手や体を差し入れて行う。ワークの出し入れの
際には、下定盤３０を所定の角度ずつ回転させて各キャ
リア４０毎に行う。また、ラッピング装置の場合は、定
盤自体が磨耗するため、定盤の交換を要する。上定盤２
０の交換の際には、上定盤２０をシリンダ装置２２で持
ち上げ、下に置いたコロの上を滑らせて、台車に載せて
移動させていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
両面研磨装置においては、門型フレーム１４が基体に固
定されており、ワークの出し入れや、上定盤２０及び下
定盤３０の交換をする作業性が悪いという課題があっ
た。ワークの出し入れをする場合には、下定盤３０上の
所定の位置にワークを載置することになるが、下定盤の
３０の上方には上定盤２０があって開放されていないた
め、作業が行いにくいと共に、自動化のための機器を適
用しにくい。また、上定盤２０及び下定盤３０の交換を
する作業でも、相互に対向する位置にあるため開放され
たスペースが十分に確保できず、作業が行いにくい。ま
た、上記の作業の際には、シリンダ装置２２で上定盤２
０を持ち上げた後、セフティロックで上定盤２０が下が
らないようにするが、作業者は重量物である上定盤２０
の下で作業をすることになって危険であり、心理的にも
圧迫感を受けることになる。以上の課題は、装置が大型
化するのに伴い顕著になってきている。

【００１３】そこで、本発明の目的は、ワークの出し入
れや定盤の交換等の作業性を向上できると共に、安全性
を向上できる両面研磨装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するに次の構成を備える。すなわち、本発明は、ワー
クを支持する下定盤と、上定盤との間でワークを挟圧
し、上定盤、下定盤及びワークを相対的に運動させてワ
ークを研磨する両面研磨装置において、前記上定盤を、
前記下定盤に対して所定の間隔が開くように上下方向へ
スライドさせる上下スライド機構と、前記上定盤を、前
記下定盤の少なくとも一部の上方を開放するよう、下定
盤に対して水平方向へスライドさせる水平スライド機構
とを具備することを特徴とする。

【００１５】また、前記水平スライド機構が、一対の支
柱部と該一対の支柱部に支持された梁部とから構成さ
れ、該梁部で前記上定盤を吊り下げて保持する門型フレ
ームと、該門型フレームを水平方向へスライドするよう
ガイドする直動ガイドと、該直動ガイドに沿って門型フ
レームを移動させる移動駆動装置とを備えることで、両
面研磨装置を好適に構成できる。

【００１６】また、前記上定盤の自重に基づく押圧力を
軽減することで、該上定盤の前記下定盤への押圧力を加
減調整可能な上定盤支持機構を具備することで、門型フ
レームには所定以上の荷重が加わることがなく、門型フ
レームがスライド構造になっていても位置決め精度を低
下させることがなく、研磨精度を低下させることがな
い。

【００１７】また、前記門型フレームが、前記直動ガイ
ドから外れて前記下定盤の設置平面上を移動自在に、前
記一対の支柱部の下端にキャスタが装着されていること
で、上定盤及び下定盤の交換等の両面研磨装置に係る保
守点検を容易に行うことができる。

【００１８】また、前記上定盤の駆動装置と、前記下定
盤の駆動装置とが別々に設けられたことで、大型の両面
研磨装置を好適に構成できると共に、保守点検を安全且
つ容易に行うことが可能になる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる好適な実施
例を添付図面と共に詳細に説明する。図１は本発明にか
かる両面研磨装置の一実施例を示す側面図でる。また、
図２は図１の実施例の上定盤ユニット１１を示す正面図
である。本実施例は、シリコンウェーハの両面を同時に
研磨する研磨装置の一例のラッピング装置である。この
ラッピング装置は、シリコンウェーハ（以下、「ワー
ク」という）を支持する下定盤３０と、上定盤２０との
間でワークを挟圧し、上定盤２０、下定盤３０及びワー
クを相対的に運動させてワークの両面を研磨する。な
お、上定盤２０、下定盤３０、キャリアを駆動させるエ
クスターナルギヤ５０及びインターナルギヤ５２の駆動
機構は、図３〜６に基づいて後述する。

【００２０】１３は上下動用シリンダ装置であり、上定
盤側可動部７１の構成要素である上定盤２０を、下定盤
３０に対して所定の間隔が開くように上下方向へスライ
ドさせる上下スライド機構８１を構成する。この上下ス
ライド機構８１では、上下に延びる直動ガイド等のガイ
ド手段を利用すれば、上定盤側可動部７１をスムースに
上下動させることができる。

【００２１】８２は水平スライド機構であり、上定盤２
０を、下定盤３０の少なくとも一部の上方を開放するよ
う、下定盤３０に対して水平方向へスライドさせる。な
お、下定盤３０を備える下定盤ユニット７２は装置の設
置面上に固定されている。この水平スライド機構８２
は、一対の支柱部１４ａ、１４ａとその一対の支柱部１
４ａ、１４ａに支持された梁部１４ｂとから構成され、
その梁部１４ｂで上定盤２０を吊り下げて保持する門型
フレーム１４と、その門型フレーム１４を水平方向へス
ライドするようガイドする直動ガイド１５と、その直動
ガイド１５に沿って門型フレーム１４を移動させる移動
駆動装置（水平動用シリンダ装置１７）とを備える。門
型フレーム１４を備えることで、上定盤２０を好適に保
持する両面研磨装置を好適に構成できる。なお、移動駆
動装置として、シリンダ装置に限らず、ネジ駆動、ラッ
ク・ピニオン駆動、又はベルト駆動等の運動機構を適用
できるのは勿論である。

【００２２】１６は移動体であり、直動ガイド１５上を
移動するスライダーとして作動する。また、この移動体
１６は、直動ガイド１５に離脱不能に設けられており、
水平動用シリンダ装置１７のロッドの先端が連結されて
いる。そして、移動体１６には、一対の連結手段１８、
１８によって門型フレーム１４が一対の支柱部１４ａ、
１４ａの下部で着脱可能に固定されている。連結手段１
８としては、例えば、位置決めのためにはテーパピンを
用い、緊締手段としてはボルト・ナットを用いればよ
い。また、移動体１６に門型フレーム１４が固定されて
いる際には、上定盤ユニット１１の荷重は全て直動ガイ
ド１５によって受けられる状態とし、後述するキャスタ
８０によっては荷重を受けないようにキャスタ８０を浮
かした状態にしておけばよい。

【００２３】このように門型フレーム１４と移動体１６
が固定され、及び移動体１６と水平移動用シリンダ装置
１７が連結されていることで、水平移動用シリンダ装置
１７のストロークについて門型フレーム１４を水平方向
へ（図１の矢印Ａ）好適にスライド移動（往復動）させ
ることができる。本実施例では、図１に示すように実線
で示す研磨作業位置から、装置の後方側の二点鎖線で示
した位置までスライドできる。門型フレーム１４が装置
の後方側へ移動した際には、下定盤３０の前方部分の上
方を開放できる。その上方が開放された部分では、上定
盤２０との干渉の可能性を低減でき、ワークの出し入れ
を容易に行うことが可能であり、作業性を向上できる。
また、自動化のための装置を作動スペースの自由度を向
上でき、ワークの出し入れにかかる作業を自動化でき
る。なお、下定盤３０は、自転する構成を備えており、
上記のように上方が開放されるところは部分的である
が、自転することで全表面を上方が開放したところへ露
出させることができる。従って、下定盤３０を所定の角
度ずつ自転し、各キャリア４０（図７参照）毎にワーク
の出し入れをすればよい。

【００２４】また、４８はエアバッグであり、上定盤２
０の自重に基づく押圧力を軽減することで、上定盤２０
の下定盤３０への押圧力を加減調整可能な上定盤支持機
構１２の構成要素として作動する。詳細な機構について
は後述するが、エアバッグ４８に高圧の空気を供給する
ことで、上定盤２０の自重に基づく押圧力を軽減でき
る。ワークを研磨加工する際には、最初は低い押圧力で
ワークに当接すべくエアバック４８に供給する空気の圧
力を高くしておき、その空気の圧力を徐々に低減するこ
とでワークにかかる押圧力を徐々に高くする。これによ
り、研磨加工が進んで平坦度が向上するにつれて押圧力
を高めることができ、精度の高い好適な研磨加工を行う
ことができるのである。

【００２５】また、以上のように上定盤２０の自重に基
づく押圧力を軽減することで上定盤２０の下定盤３０へ
の押圧力を加減調整するのであるから、ワークにかかる
最大に荷重は略上定盤２０の自重以上にはならない。従
って、門型フレーム１４には所定以上の荷重、特に門型
フレーム１４を浮き上がらせる力は、作用することがな
い。このため、門型フレーム１４が水平方向へ移動でき
るスライド構造（分離構造）になっていても位置決め精
度を低下させることがなく、研磨精度を低下させること
がない。

【００２６】また、８０はキャスタであり、門型フレー
ム１４が、直動ガイド１５から外れて下定盤３０の設置
平面９０上を移動自在（図１の矢印Ｂ）に、一対の支柱
部１４ａ、１４ａの下端に装着されている。本実施例で
は、一対の支柱部１４ａ、１４ａの各々に２個ずつ、合
計で４個が装着されている。従って、門型フレーム１４
を移動体１６から離脱すれば、その門型フレーム１４及
び上定盤２０を構成要素とする上定盤ユニット１１は、
設置平面９０上を自由に移動できる。このため、上定盤
２０についは下方全面が開放でき、下定盤３０について
は上方全面が開放できることになり、上定盤２０及び下
定盤３０の保守点検を容易に行うことが可能になる。す
なわち、本実施例のようにラッピング装置に適用した際
には定盤２０、３０の交換等であり、ポリシング装置に
応用した際には研磨クロスの張り替え等の保守管理を、
心理的圧迫を受けず、安全且つ容易に行うことができ
る。

【００２７】次に、本実施例にかかる上定盤２０の駆動
装置と、下定盤３０の駆動装置等の詳細な構成につい
て、図３〜６に基づいて説明する。図３は全体構成を説
明する正面説明図、図４は下部構造（下定盤ユニット７
２）を示す正面断面図、図５は駆動装置を示す平面断面
図、また、図５は上定盤側可動部を示す正面断面図であ
る。本実施例の特徴は、大型で高精度な両面研磨装置を
好適に構成できるよう、上定盤２０、下定盤３０、太陽
ギヤであるエクスターナルギヤ５０、及びインターナル
ギヤ５２の駆動装置が別々に設けられ、各々単独で回転
可能に設けられている点にある。

【００２８】図３及び図４に示すように、基台７５上に
回転可能に載置された下定盤３０は、下定盤３０に連結
されている中空シャフト３２（出力軸）に設けられた駆
動装置７４によって回転される。この駆動装置７４の内
部構造を図５に示す。図５において、動力源としての一
対の油圧モータ３３、３３に連結された互いに平行の入
力軸８２、８２に鼓型のウォーム８４、８４が設けられ
ており、このウォーム８４、８４は、動力の出力軸８６
に設けられたウォームホイール３４に噛合されている。
かかる入力軸８２、８２の各両端部は、ベアリングやシ
ール部材によって支承されて、一方の入力軸８２には回
転数を測定するエンコーダ７６が設けられている。

【００２９】また、油圧モータ３３、３３は同一出力の
油圧モータであり、両者は同一の油圧ポンプ（図示せ
ず）から供給される同一圧力の圧油によって回転され
る。このため、油圧モータ３３、３３は同期して回転さ
れる結果、ウォームホイール３４が設けられた出力軸８
６から出力される動力は、油圧モータ３３又は油圧モー
タ３３の一台当たりの出力の約２倍とすることができ
る。このように、ウォームホイール３４に、互いに平行
に設けられた二個のウォーム８４、８４を噛合させるこ
とによって、動力源としての二個の油圧モータ３３、３
３に分散させて配設することができる。ここで、一台の
油圧モータで所定動力をウォームホイール３４に伝達せ
んとすると、この油圧モータが図５に示す油圧モータ３
３、３３よりも大型となり、しかもその油圧モータを設
けた反対側の部位は単なる空間部となり、駆動装置７４
全体としても大型化してしまう。

【００３０】図５に示す駆動装置７４は、一台の電動モ
ータのみで所定動力をウォームホイール３４に伝達する
従来の駆動装置に比較して小型化されるため、図４に示
す様に、下定盤３０を回転駆動する駆動装置７４として
使用することによって、研磨装置の小型化を可能にでき
る。ここで、図５に示す駆動装置７４は、動力の出力軸
である中空シャフト３２の途中に設けられたウォームホ
イール３４に噛合するウォーム８４、８４に油圧モータ
３３、３３が連結されているものである。尚、下定盤３
０内には、研磨中に発生する摩擦熱等の熱を除去すべ
く、冷却水を導通する通路９２、９２・・が形成されて
いる。

【００３１】また、エクスターナルギヤ５０は、中空シ
ャフト３２内に挿通された中空シャフト３５（出力軸）
に設けられた駆動装置７７によって回転されている。こ
のエクスターナルギヤ５０の駆動装置７７は、従来の電
動モータ３６とウォーム減速装置３７とによって構成さ
ているものである。エクスターナルギヤ５０は、下定盤
３０よりも小動力で回転できるため、電動モータ３６と
ウォーム減速装置３７とから成る駆動装置７７でも充分
に小型化可能である。更に、インターナルギヤ５２も、
エクスターナルギヤ５０と同様に、下定盤３０よりも小
動力で回転できるため、電動モータとウォーム減速装置
とから成る駆動装置（図示せず）によって回転される。
尚、エクスターナルギヤ５０とインターナルギヤ５２と
は、下定盤３０の磨耗程度に応じて位置調整が可能とな
るように、スクリューとモータの組み合わせ等による昇
降装置によって上下動可能に設けられている。

【００３２】かかる下定盤３０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）を介して後述
する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、傾斜状態にある上定盤
を水平状態としてから下定盤３０上に載置すべく、中空
シャフト３５内に挿通された中実シャフト３８の上端部
に、下定盤３０よりも先に上定盤が当接する当接部３１
が設けられている。この当接部３１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３１の水平面に当接して水平状態となった後、下定盤
３０上に載置される。尚、中実シャフト３８の下端側に
は、当接部３１に上定盤が当接した後に、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
３９が設けられている。

【００３３】このような、下定盤３０と対になってワー
クを研磨する上定盤が設けられた研磨装置の上部構造
（上定盤側可動部７１）を図６によって説明する。図６
において、上下動可能に設けられた可動枠部７１ａに
は、上定盤２０に連結された駆動装置７３が固着されて
いる。このため、上定盤２０は、可動枠部７１ａと共に
上下動可能である。かかる駆動装置７３において、図５
に示す駆動装置７４と同様に、動力の出力軸である中空
シャフト４３に設けられたウォームホイール４４には、
二個のウォームが噛合され、且つ各々のウォームには、
同期されて回転する油圧モータ４２が連結されている。
このように、上定盤２０を回転する駆動装置の動力源と
して、小型の油圧モータ４２、４２を用いることによっ
て、上定盤２０の回転数を単独で変更することができ
る。

【００３４】この駆動装置７３の中空シャフト４３の下
端部に装着された回転板２５には、両端の各々が上定盤
２０とドーナツ状の板体２９に固着された複数本の連結
ロッド２６が貫通されている。これら連結ロッド２６の
各々と回転板２５とは、後述する軸受４９を介して連結
されている。このため、油圧モータ４２、４２からの動
力は、２個のウォームとウォームホイール４４に伝達さ
れ、更に中空シャフト４３から回転板２５と連結ロッド
２６とを介して上定盤２０に伝達される。従って、回転
板２５とドーナツ状の板体２９とは、上定盤２０と共に
回転する。

【００３５】かかる上定盤２０から下定盤３０に加えら
れる荷重は、研磨するワークの種類等により変更する必
要があるが、図６に示す上定盤２０には、回転板２５と
ドーナツ状の板体２９との間に配設された複数個のエア
バッグ４８によって、下定盤３０に載置されたワークに
加える荷重の調整が可能である。つまり、図６に示すエ
アバッグ４８は、最も大量に空気が注入されてドーナツ
状の板体２９を上方に押し上げている。このため、上定
盤２０は、最も高い位置に在り、下定盤３０に載置され
たワークとの間に間隙が形成されており、ワークと上定
盤２０とは非接触状態にある。ここで、エアバッグ４８
から空気を徐々に抜き、エアバッグ４８′の状態まで縮
小すると、上定盤２０は上定盤２０′の位置まで徐々に
降下する。このため、上定盤２０は、下定盤３０に載置
されたワークに接触し、徐々にワークに加える荷重を増
大することができる。従って、上定盤２０が所定の位置
まで降下し、ワークに所定の荷重が加えられたとき、エ
アバッグ４８から抜く空気を停止することにより、上定
盤２０は所定位置に保持され、ワークに一定の荷重を加
えることができる。尚、図６において、中空シャフト４
３の中空部は、エアバッグ４８に空気を給排出したり、
或いは研磨用スラリーを供給するものである。

【００３６】図６に示す連結ロッド２６の各々と回転板
２５とは、軸受４９によって連結されている。この軸受
４９は、連結ロッド２６が挿入されるスリーブと、その
スリーブの外周に形成された球面部と、回転板２５に設
けられ、前記球面部の球面と摺接する凹面が形成された
球面軸受部とから構成される。かかる軸受４９によれ
ば、上定盤２０等の傾斜に伴って、連結ロッド２６が傾
斜して連結ロッド２６′となった場合、連結ロッド２６
が挿入されたスリーブの球面部の球面が、球面軸受の凹
面に沿って摺動するため、回転板２５は水平状態を保持
できる。このため、二個のウォームやウォームホイール
４４等に対し、上定盤２０等の傾斜に伴って中空シャフ
ト４３を介して無理な応力が加えられることを防止でき
る。

【００３７】以上、述べてきた研磨装置の下定盤３０と
上定盤２０との各々を回転駆動する駆動装置７４、７３
は、一台の電動モータを動力源とする従来の駆動装置に
比較して小型化できる。このため、研磨装置を構成する
下定盤３０と上定盤２０との各々を単独に回転可能とし
ても、研磨装置の大型化を防止できる。従って、下定盤
３０と上定盤２０との回転数を自由に変更でき、ワーク
の材料等が変更された場合でも、下定盤３０と上定盤２
０との回転比を材料等に応じて最適値とすることができ
る。また、下定盤３０と上定盤２０との回転数を変更し
た場合、エクスターナルギヤ５０及びインターナルギヤ
５２の回転数も変更する必要があるため、ギヤの各々を
単独で回転可能とすべく、各ギヤ用の専用電動モータを
設けても、研磨装置を大型化することはない。かかるギ
ヤは、下定盤３０や上定盤２０に要求される動力よりも
小動力で回転可能だからである。

【００３８】ところで、本実施例では、上定盤２０を後
方へ移動させる方向へのみ、直動ガイド１５を配設した
構成について説明したが、本発明ではこれに限定される
ことはなく、直動ガイドを先方へ延設し、上定盤２０を
前方へスライド移動できるようにしてもよい。上定盤２
０を前方へ移動させた際には、上定盤２０の下方が開放
されるため、例えば、ポリッシング装置の場合、上定盤
２０に貼着される研磨クロスの交換作業を容易に行うこ
とが可能となる。

【００３９】以上の実施例では、上定盤２０、下定盤３
０、エクスターナルギヤ５０、及びインターナルギヤ５
２（４ウェイ）の駆動装置が別々に設けられた場合につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
い。図７に示した従来技術或いは図８に示した背景技術
のように、一つシリンダ装置２２が、前記上下スライド
機構及び前記上定盤支持機構の駆動機構を兼ねる両面研
磨装置にも、本発明は好適に応用できる。また、図７に
示した従来技術或いは図８に示した背景技術のように、
一つの駆動源である駆動モータ７０によって４ウェイ駆
動を行う両面駆動装置にも好適に応用できる。すなわ
ち、図７に示した従来技術或いは図８に示した背景技術
の装置についても、門型フレーム１４を分離してスライ
ド可能にすれば、本発明にかかる好適な作用効果を得る
ことができる。以上、本発明につき好適な実施例を挙げ
て種々説明してきたが、本発明はこの実施例に限定され
るものではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのは勿論のことである。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば、上定盤を、下定盤に対
して所定の間隔が開くように上下方向へスライドさせる
上下スライド機構と、上定盤を、下定盤の少なくとも一
部の上方を開放するよう、下定盤に対して水平方向へス
ライドさせる水平スライド機構とを具備する。従って、
下定盤の少なくとも一部の上方が好適に開放できるた
め、ワークの出し入れや定盤の交換等の作業性を向上で
きると共に、安全性を向上できるという著効を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる両面研磨装置の一実施例を示す
側面図である。

【図２】図１の実施例の上定盤ユニットを示す正面図で
ある。

【図３】図１の実施例の全体構成を説明する正面説明図
である。

【図４】図１の実施例の下定盤ユニットを示す正面断面
図である。

【図５】図１の実施例の駆動装置を示す平面断面図であ
る。

【図６】図１の実施例の上定盤側可動部を示す正面断面
図である。

【図７】従来のラッピング装置の正面断面図である。

【図８】背景技術のラッピング装置の正面断面図であ
る。

【符号の説明】

１０ワーク１２上定盤支持機構１３上下動用シリンダ装置１４門型フレーム１５直動ガイド１６移動体１７水平動用シリンダ装置１８連結手段２０上定盤２５回転板２６連結ロッド３０下定盤４８エアバッグ７３駆動装置７４駆動装置８１上下スライド機構８２水平スライド機構９０設置平面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ワークを支持する下定盤と、上定盤との
間でワークを挟圧し、上定盤、下定盤及びワークを相対
的に運動させてワークを研磨する両面研磨装置におい
て、前記上定盤を、前記下定盤に対して所定の間隔が開くよ
うに上下方向へスライドさせる上下スライド機構と、前記上定盤を、前記下定盤の少なくとも一部の上方を開
放するよう、下定盤に対して水平方向へスライドさせる
水平スライド機構とを具備することを特徴とする両面研
磨装置。
【請求項２】前記水平スライド機構が、一対の支柱部と該一対の支柱部に支持された梁部とから
構成され、該梁部で前記上定盤を吊り下げて保持する門
型フレームと、該門型フレームを水平方向へスライドするようガイドす
る直動ガイドと、該直動ガイドに沿って門型フレームを移動させる移動駆
動装置とを備えることを特徴とする請求項１記載の両面
研磨装置。
【請求項３】前記上定盤の自重に基づく押圧力を軽減
することで、該上定盤の前記下定盤への押圧力を加減調
整可能な上定盤支持機構を具備することを特徴とする請
求項１又は２記載の両面研磨装置。
【請求項４】前記門型フレームが、前記直動ガイドか
ら外れて前記下定盤の設置平面上を移動自在に、前記一
対の支柱部の下端にキャスタが装着されていることを特
徴とする請求項２又は３記載の両面研磨装置。
【請求項５】前記上定盤の駆動装置と、前記下定盤の
駆動装置とが別々に設けられたことを特徴とする請求項
１、２、３又は４記載の両面研磨装置。