KR19990077949A

KR19990077949A - 평면연마장치및그것에이용하는캐리어

Info

Publication number: KR19990077949A
Application number: KR1019990008917A
Authority: KR
Inventors: 하코모리순지
Original assignee: 오바라 히로시; 스피드팜 가부시키가이샤
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1999-03-17
Publication date: 1999-10-25
Also published as: US6139408A; KR100288553B1; JPH11267964A; EP0943398A2; EP0943398A3

Abstract

연마가 끝난 공작물을, 외주를 척(chuck)으로 고정하는 것에 의해, 캐리어의 공작물 유지구멍으로부터 꺼낼 수 있도록 한다. 3승강기구를 얻는다.

평면연마장치에, 복수의 발톱부재(11)로 공작물(W)을 외주에서 고정하는 척수단(10)을 설치하는 동시에, 캐리어(7)에 있어서의 공작물 유지구멍(9)의 구멍가장자리에, 상기 척수단(10)인 발톱부재(11)를 삽입가능한 여러개의 절결(17)을 설치하고, 상기 절결(17)의 위치에서 공작물 유지구멍(9)안의 연마가 끝난 공작물(W)을, 외주를 척으로 고정해서 꺼낸다.

Description

평면연마장치 및 그것에 이용하는 캐리어{SURFACE GRINDING MACHINE AND CARRIER USED THEREFOR}

본 발명은 반도체 웨이퍼나 자기 디스크 기판과 같은 디스크형으로 이루어진 공작물을 연마하기 위한 평면연마장치와, 그것에 사용하는 공작물 지지용 캐리어에 관한 것이다.

래핑 머신(lapping machine)이나 폴리싱 머신(polishing machine) 등의 평면연마장치는, 동심형상에 위치하는 태양 기어와 내치 기어 및 상하 정반을 구비하며, 양 기어에 맞물려서 유성(遊星)운동하는 캐리어에 유지시킨 공작물의 양 면을 상하 정반에서 연마가공하는 것이다.

이러한 평면연마장치에 있어서는, 일반적으로, 연마가 끝난 공작물을 캐리어의 공작물 유지구멍으로 부터 꺼낼 경우, 진공 척 방식의 척수단에 의해 흡착해서 꺼내도록 하고 있었다.

그러나, 이러한 진공 척에 의한 방법은, 연마한 공작물의 표면에 얼룩이나 더러움을 발생시키는 일이 많고, 이것이 원인이 되어 공작물의 품질저하를 초래하기 쉬웠다.

본 발명의 기술적 과제는, 연마한 공작물의 표면에 얼룩이나 더러움을 발생시키지 않고, 캐리어의 공작물 유지구멍으로 부터 꺼내기 위한 수단을 제공하는 데에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 의하면, 중앙에 위치하는 태양 기어와, 상기 태양 기어를 둘러 싸며 위치하는 내치 기어와, 이들 양 기어에 맞물려 태양 기어의 주변을 유성 운동하는 공작물 유지용 캐리어와, 상기 캐리어의 공작물 유지구멍안에 유지된 공작물을 양 측에서 끼워 연마하는 상하 정반과, 연마가 끝난 공작물을 상기 캐리어의 공작물 유지구멍으로 부터 꺼내기 위한 척수단을 구비하고, 상기 척수단이, 공작물의 외주를 척으로 고정하기 위한 개폐가 자유로운 여러개의 발톱부재를 구비하는 동시에, 상기 캐리어가, 공작물 유지구멍의 구멍가장자리에, 상기 척수단인 발톱부재를 삽입해서 공작물의 외주에 걸리게 하기 위한 여러개의 절결을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 평면연마장치가 제공된다.

또, 본 발명에 의하면, 평면연마장치에 있어서의 태양 기어 및 내치 기어에 맞물리는 기어부와, 연마할 공작물을 수용하기 위한 공작물 유지구멍을 구비하고, 상기 공작물 유지구멍의 구멍가장자리에, 공작물의 외주를 고정하는 척수단에 있어서의 여러개의 발톱부재를 삽입하기 위한 여러개의 절결을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 캐리어가 제공된다.

본 발명에 의하면, 캐리어에 있어서의 공작물 유지구멍의 구멍가장자리에 척수단인 발톱부재를 삽입가능한 여러개의 절결을 형성하고, 이 절결을 이용해서 공작물을, 외주를 척으로 고정해서 꺼내도록 했기 때문에, 연마한 공작물을, 표면에 진공 척으로 고정하는 경우와 같은 얼룩이 지거나 더러움을 부착시키지 않고 꺼낼 수 있다.

도 1은 본 발명에 관한 평면연마장치의 위치실시예를 나타낸 단면도이다.

도 2는 캐리어의 평면도이다.

도 3은 공작물을 꺼낸 상태에 있어서의 도 1의 주요부분의 확대도이다.

(부호의 설명)

2…하정반(下定盤) 3…상정반(上定盤)

4…태양 기어(sun gear) 5…내치 기어(internal gear)

7…캐리어 9…공작물 유지구멍

10…척수단 11…발톱부재

17…절결

도 1은 본 발명의 평면연마장치의 일례를 나타낸 것으로, 도면부호 (1)은 기체(機體), (2)는 상기 기체(1)위에 회전이 자유롭도록 설치된 하정반, (3)은 상기 하정반(2)의 윗쪽에 도시하지 않은 에어 실린더에 의해 승강이 자유롭게 지지된 회전이 자유로운 상정반, (4)는 상기 하정반(2)의 중앙부에 회전이 자유롭게 설치된 태양 기어, (5)는 하정반(2)을 둘러 싸는 위치에 회전이 자유롭게 설치된 내치 기어이며, 이들 양 정반(2,3) 및 양 기어(4,5)는, 도시하지 않은 모터에 전동기구를 매개로 해서 연결되며, 소정의 방향으로 소정의 속도로 구동회전되도록 되어 있다.

상기 하정반(2)위에는, 연마할 공작물(W)을 유지하는 여러개의 캐리어(7)가 등간격으로 설치되어 있다. 이 캐리어(7)는, 도 2 및 도 3에서도 알 수 있듯이, 외주 기어부(8)가 상기 양 기어(4,5)에 맞물리고, 이들 양 기어(4,5)의 회전에 의해 자전하면서 태양 기어(4)의 둘레를 공전하는 소위 유성 운동을 행하는 것으로, 디스크형 공작물(W)을 유지하는 한 개 또는 여러개의 원형 공작물 유지구멍(9)을 가지며, 상기 공작물 유지구멍(9)안에 유지된 공작물(W)을 상하 정반(2,3)에 의해 연마가공하는 것이다. 상하 정반(2,3)의 표면에는 연마 패드(6)가 접착해서 부착되어 있다.

상기 기체(1)의 하정반(2)에 인접하는 위치에는, 연마가 끝난 공작물(W)을 캐리어(7)의 공작물 유지구멍(9)으로부터 꺼내기 위한 척수단(10)이 설치되어 있다. 이 척수단(10)은, 여러개(도시의 예에서는 3개)의 발톱부재(11)에 의해 공작물(W)의 외주를 척으로 고정하는 것으로, 지지기구(13)에 의해 승강이 자유롭고 또한 선회가 자유롭게 지지된 척 암(14)의 선단에 척 헤드(15)가 설치되고, 이 척 헤드(15)에 상기 발톱부재(11)가, 에어 실린더 등의 액츄에이터에 의해 개폐가 자유롭게 되도록 부착되어 있다.

상기 각 발톱부재(11)의 하단부(11a)는 내측을 향해서 뾰족하게 되어 있어, 이 하단부(11a)가 연마 패드(6)를 약간 압축해서 공작물(W)밑으로 들어가서, 상기 공작물(W)에 걸리도록 되어 있다.

또, 도 1에서는 상기 척수단(10)이 공작물(W)의 척위치로 이동하고 있는 상태가 나타내어져 있지만, 상정반(3)이 하강해서 연마가 행해질 때에는, 이 척수단(10)의 척 암(14)이 작업에 방해가 되지 않는 위치로 선회하는 것은 당연하다.

한편, 상기 캐리어(7)에 있어서의 각 공작물 유지구멍(9)의 구멍가장자리에는, 상기 척수단(10)인 발톱부재(11)를 삽입하기 위한 여러개의 절결(17)이 설치되고, 이들 절결(17)의 위치에서 상기 발톱부재(11)가 공작물(W)을 외주에서 척으로 고정하도록 구성되어 있다. 상기 절결(17)은, 각 공작물 유지구멍(9)에 서로 동일한 위치관계에 있도록 형성되어 있다.

상기 척수단(10)은, 각 캐리어(7)에 대응하는 위치에 한 개씩 설치되고, 공작물(W)을 꺼낼 때에는, 태양 기어(4) 및 내치 기어(5)에 의해 캐리어(7)를 그 위치에서 일정한 각도씩 간헐적으로 자전만 시키면서, 척수단(10)에 대응하는 꺼내는 위치로 선회해 온 공작물(W)을 공작물 유지구멍(9)으로부터 차례로 꺼내도록 되어 있다.

상기 구성을 갖는 평면연마장치에 있어서, 각 캐리어(7)의 공작물 유지구멍(9)안에 유지된 미가공의 공작물의 연마는, 공지의 평면연마장치와 동일한 방법으로 행해진다. 즉, 도시하지 않은 적절한 로딩수단에 의해 각 캐리어(7)의 공작물 유지구멍(9)안에 미가공의 공작물(W)이 공급되면, 상정반(3)이 도 1의 위치에서 하강하는 동시에, 양 기어(4,5) 및 양 정반(2,3)이 회전하고, 태양 기어(4)의 둘레를 유성 운동하는 캐리어(7)에 유지된 공작물(W)의 상하 양 면이 상하 정반(2,3)에 의해 연마가공된다.

연마가 끝나면, 상기 양 기어(4,5) 및 양 정반(2,3)이 정지하고, 도 1에 나타내듯이, 상정반(3)이 대기위치로 상승하는 동시에, 척수단(10)이 척위치로 선회하고, 가공이 끝난 공작물(W)을 각 캐리어(7)에서 꺼낸다. 이 때, 태양 기어(4) 및 내치 기어(5)의 회전수 및 회전방향을 제어함으로써 캐리어(7)를 그 위치에서 일정한 각도씩 간헐적으로 자전시킴으로써, 꺼내는 위치로 선회해 온 공작물(W)을 공작물 유지구멍(9)에서 차례로 꺼내도록 한다.

상기 공작물(W)을 들어 올려 꺼내는 것은, 도 3에 나타내듯이, 각 발톱부재(11)를 절결(17)안에 삽입해서, 그 선단부(11a)를 공작물(W)의 밑으로 넣게 함으로써 외주에 걸리게 하고, 그 상태에서 상기 공작물(W)을 들어 올림으로써 행한다. 이 때, 상기 발톱부재(11)을 통해 또는 별도로 설치한 다른 노즐 등을 통해 공작물 유지구멍(9)안에 순수한 물 등의 액체를 가득 채워서, 이 액체로 공작물(W)을 떠오르게 하면, 각 발톱부재(11)로 공작물(W)의 외주에 간단하게 척으로 고정할 수 있다.

이렇게 해서, 캐리어(7)에 있어서의 공작물 유지구멍(9)의 구멍가장자리에 절결(17)을 설치하는 간단한 수단을 실시하는 것만으로, 가공이 끝난 공작물을, 그 표면에 진공 척하는 경우와 같은 흡착자국을 만들지 않고 캐리어(7)로부터 꺼낼 수 있다.

도시한 실시예에서는, 캐리어(7)와 같은 수의 척수단(10)을 각 캐리어(7)에 대응하는 위치에 설치하고 있지만, 1개의 척수단(10)만을 설치하고, 캐리어(7)를 그 위치로 차례로 이동시키면서 공작물(W)을 꺼내도록 해도 된다.

또, 3개의 공작물 유지구멍을 가진 캐리어에 대해서 설명했지만, 공작물 유지구멍의 수는 1개여도 좋고, 또는 2개여도 4개 이상이어도 되는 것은 물론이다.

또, 상기 척수단(10)은, 상술한 바와 같이 가공이 끝난 공작물을 꺼내기 위한 언로딩수단으로서 뿐만 아니라, 미가공 공작물을 캐리어(7)에 공급하기 위한 로딩수단으로서도 사용할 수 있다. 그러나, 연마하기 전의 공작물에는 흡착자국이 생겨도 특별히 문제는 없으므로, 진공 척 방식의 로딩수단을 별도로 설치해도 된다.

이와 같이 본 발명에 의하면, 캐리어에 있어서의 각 공작물 유지구멍의 구멍가장자리에 절결을 설치하는 간단한 수단을 실시하는 것만으로, 가공이 끝난 공작물을, 그 표면에 진공 척으로 고정하는 경우와 같은 흡착자국을 만들지 않고 캐리어에서 꺼낼 수 있다.

Claims

중앙에 위치하는 태양 기어(4)와, 상기 태양 기어(4)를 둘러 싸며 위치하는 내치 기어(5)와, 이들 양 기어(4,5)에 맞물려 태양 기어(4)의 주변을 유성 운동하는 여러개의 공작물 유지용 캐리어(7)와, 상기 캐리어(7)의 공작물 유지구멍(9)안에 유지된 공작물(W)을 양 측에서 끼워 연마하는 상하 정반(2,3)과, 연마가 끝난 공작물(W)을 상기 캐리어(7)의 공작물 유지구멍(9)으로 부터 꺼내기 위한 적어도 한 개의 척수단(10)을 구비하고, 상기 척수단(10)이, 공작물(W)의 외주를 척으로 고정하기 위한 개폐가 자유로운 여러개의 발톱부재(11)를 구비하는 동시에, 상기 캐리어(7)가, 공작물 유지구멍(9)의 구멍가장자리에, 상기 척수단(10)인 발톱부재(11)를 삽입해서 공작물(W)의 외주에 걸리게 하기 위한 여러개의 절결(17)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
제1항에 있어서, 여러개의 척수단(10)이 여러개의 캐리어(7)와 개별로 대응하도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
제1항에 있어서, 상기 척수단(10)인 각 발톱부재(11)가, 내측을 향해서 뾰족한 모양으로 돌출하는 하단부(11a)를 가지며, 이 하단부(11a)를 공작물(W)의 밑면에 삽입해서 상기 공작물(W)을 들어 올리는 구성인 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
제2항에 있어서, 상기 각 척수단(10)인 각 발톱부재(11)가, 내측을 향해서 뾰족한 모양으로 돌출하는 하단부(11a)를 가지며, 이 하단부(11a)를 공작물(W)의 밑면에 삽입해서 상기 공작물(W)을 들어 올리는 구성인 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
제3항에 있어서, 상기 연마장치가, 공작물 유지구멍(9)안에 액체를 공급해서 공작물(W)을 떠오르게 하기 위한 액체공급수단을 가진 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
제4항에 있어서, 상기 연마장치가, 공작물 유지구멍(9)안에 액체를 공급해서 공작물(W)을 떠오르게 하기 위한 액체공급수단을 가진 것을 특징으로 하는 평면연마장치.
평면연마장치에 있어서의 태양 기어(4) 및 내치 기어(5)에 맞물리는 기어부(8)와, 연마할 공작물(W)을 수용하는 적어도 1개의 공작물 유지구멍(9)을 구비하며, 상기 공작물 유지구멍(9)의 구멍가장자리에, 공작물(W)의 외주를 척으로 고정하는 척수단(10)에 있어서의 발톱부재(11)를 삽입하기 위한 복수의 절결(17)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.
제7항에 있어서, 상기 캐리어(7)가 여러개의 공작물 유지구멍(9)을 가지고 있고, 각 공작물 유지구멍(9)에 각각 여러개의 절결(17)이, 캐리어(7)의 중심에 대해서 서로 동일한 위치관계에 있도록 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 캐리어.