JPH10128660A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研磨装置を大型化せずに、ワークの大型化に
対応する。 【解決手段】 外輪４と太陽歯車６Ａとの間に設けられ
て外輪４の内歯３と太陽歯車６Ａとに噛合して自転しな
がら公転する複数のキャリア７Ａと、外輪４の中心軸５
を中心にして回転してキャリア７Ａに保持されたワーク
８Ａの上下面を研磨する上下一対の定盤９Ａ，10Ａとを
備えた研磨装置１であって、太陽歯車６Ａは中心軸５を
中心に回転駆動する第１駆動軸12に第１着脱部材13Ａを
介して着脱自在に取付けられ、上部の定盤９Ａは中心軸
５を中心に回転駆動する第２駆動軸14に第２着脱部材15
Ａを介して着脱自在に取付けられ、下部の定盤10Ａは中
心軸５を中心に回転駆動する第３駆動軸16に支持盤17を
介して着脱自在に取付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガラスや
セラミック，半導体（シリコンウエハ）などの薄板状の
被研磨部材を研磨するのに使用される研磨装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の研磨装置は、図４に示すように、
全周にわたり内歯５０を有する外輪５１と、この外輪５
１の中心軸５２を中心にして回転自在な太陽歯車５３
と、上記外輪５１と太陽歯車５３との間に設けられて上
記内歯５０と太陽歯車５３とに噛合して自転しながら公
転する複数のキャリア５４と、上記中心軸５２を中心に
して回転して上記キャリア５４に保持された四角形の薄
板状のワーク５５（被研磨部材）の上下両面を研磨する
上下一対の定盤（図示せず）とを備えたものである。

【０００３】これによると、太陽歯車５３が回転するこ
とにより、複数のキャリア５４が内歯５０と太陽歯車５
３とに噛合して自転しながら公転するとともに、定盤が
回転するため、各キャリア５４に保持されたワーク５５
の上下面が定盤により研磨される。

【０００４】上記のような研磨装置で研磨されるワーク
５５（被研磨部材）としては、ガラスやセラミック，半
導体（シリコンウエハ）などが研磨対象となっている
が、近年、これらのワーク５５のサイズの大型化と高精
度化が進んでいる。特に、液晶パネルに用いられるガラ
ス基板およびその製造工程で用いられる液晶ディスプレ
イ用のマスク材については、液晶パネルの大型化と量産
化に応じて、研磨対象となるワーク５５（被研磨部材）
のサイズの大型化が急激に進んでいる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図４の
仮想線で示すように小型のワーク５５を専用に研磨する
研磨装置において外輪５１の径はＤ１となる。これに対
して、図４の実線に示すように、ワーク５５のサイズが
大型化した場合は、大型化したワーク５５を保持するた
めに、直径の大きなキャリア５４を用いる必要があり、
これにともなって、外輪５１の径も大型化してＤ２（＞
Ｄ１）となってしまう。また、通常では、定盤の内外径
の速度比をできるだけ変化させないために、上記のよう
に外輪５１の径を大きくすると太陽歯車５３の直径も大
きくするため、実際にはさらに外輪５１が大型化し、研
磨装置全体が大幅に大型化した。

【０００６】このように研磨装置の大型化にともない、
研磨装置の搬送に支障を来すといった問題が発生した。
そこで本発明のうち請求項１記載の発明は、研磨装置を
大型化せずに、被研磨部材の大型化に対応することを目
的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明のうちで請求項１記載の発明は、全周に
わたり内歯を有する外輪と、この外輪の中心軸を中心に
して回転自在な太陽歯車と、上記外輪と太陽歯車との間
に設けられて上記内歯と太陽歯車とに噛合して自転しな
がら公転する複数のキャリアと、上記中心軸を中心にし
て回転して上記キャリアに保持された被研磨部材を研磨
する円環状の定盤とを備えた研磨装置であって、上記太
陽歯車は上記中心軸を中心に回転駆動する第１駆動軸に
第１着脱部材を介して着脱自在に取付けられ、上記定盤
は上記中心軸を中心に回転駆動する第２駆動軸に第２着
脱部材を介して着脱自在に取付けられていることを特徴
としたものである。

【０００８】これによると、小型の被研磨部材を研磨す
る場合は、キャリアを被研磨部材のサイズに応じた小径
のキャリアに取り換え、さらに、第１着脱部材を介し
て、太陽歯車を第１駆動軸から取り外し、上記小径のキ
ャリアに応じた大径の太陽歯車を第１駆動軸に取り付け
る。また、第２着脱部材を介して、定盤を第２駆動軸か
ら取り外し、上記大径の太陽歯車に応じた内径の定盤を
第２駆動軸に取り付ける。

【０００９】また、大型の被研磨部材を研磨する場合
は、キャリアを被研磨部材のサイズに応じた大径のキャ
リアに取り換え、さらに、第１着脱部材を介して、太陽
歯車を第１駆動軸から取り外し、上記大径のキャリアに
応じた小径の太陽歯車を第１駆動軸に取り付ける。ま
た、第２着脱部材を介して、定盤を第２駆動軸から取り
外し、上記小径の太陽歯車に応じた内径の定盤を第２駆
動軸に取り付ける。

【００１０】このように、被研磨部材のサイズに応じ
て、径の異なるキャリアと太陽歯車と定盤とを取り換え
ることにより、外輪のサイズを変える必要はなく、した
がって、研磨装置を大型化せずに、被研磨部材の大型化
に対応することができる。

【００１１】また、請求項２記載の発明は、第２駆動軸
が筒状に形成された第１駆動軸の内部に挿通されている
ことを特徴としたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
〜図３に基づいて説明する。図１に示すように、研磨装
置１は、装置本体２に固定されかつ全周にわたり内歯３
を有する外輪４と、この外輪４の中心軸５を中心にして
回転自在な太陽歯車６Ａと、上記外輪４と太陽歯車６Ａ
との間に設けられて上記内歯３と太陽歯車６Ａとに噛合
して自転しながら公転する複数のキャリア７Ａと、上記
中心軸５を中心にして回転して上記キャリア７Ａに保持
されたワーク８Ａ（被研磨部材）の上下両面を研磨する
上下一対の円環状の定盤９Ａ，１０Ａとを備えている。

【００１３】すなわち、上記太陽歯車６Ａは上記中心軸
５を中心に回転駆動する第１駆動軸１２に第１着脱部材
１３Ａを介して着脱自在に取付けられている。また、上
記上部の定盤９Ａは上記中心軸５を中心に回転駆動する
第２駆動軸１４に第２着脱部材１５Ａを介して着脱自在
に取付けられている。また、上記下部の定盤１０Ａは、
上記中心軸５を中心に回転駆動する第３駆動軸１６に設
けられた支持盤１７上に、着脱自在に支持されている。

【００１４】上記第１駆動軸１２は筒状に形成され、こ
の第１駆動軸１２の内部に上記第２駆動軸１４が挿通さ
れている。さらに、上記第３駆動軸１６も筒状に形成さ
れ、この第３駆動軸１６の内部に上記第１駆動軸１２が
挿通されている。上記各第１〜第３駆動軸１２，１４，
１６はそれぞれ、装置本体２側に軸受け（図示せず）を
介して保持され、駆動装置（図示せず）により上記中心
軸５を中心にして個別に回転駆動される。上記第２駆動
軸１４の上部には、上記第１駆動軸１２と第３駆動軸１
６との上方へ突出する小径の突出軸部１８が形成されて
いる。

【００１５】上記第１着脱部材１３Ａは、下端が複数の
ボルト２０を介して第１駆動軸１２の上端に着脱自在に
連結された内筒体２１Ａと、複数のねじ２５を介して上
部が内筒体２１Ａの上部に着脱自在に取付けられた外筒
体２２Ａとから構成されている。上記太陽歯車６Ａは、
第１着脱部材１３Ａに外嵌されて、外筒体２２Ａの下端
部で連結固定されている。

【００１６】上記第２駆動軸１４の突出軸部１８は第１
着脱部材１３Ａの内筒体２１Ａの内部に挿通されてい
る。上記第２着脱部材１５Ａは、突出軸部１８の上端に
嵌め込まれた接続用歯車２６Ａと、上部の定盤９Ａに設
けられて接続用歯車２６Ａの歯部２７に係合可能な係合
部材２８Ａとで構成されている。上記係合部材２８Ａ
は、上部の定盤９Ａの上面かつ内周部に起立横倒自在に
取付けられ、周方向で複数配設されている。これら係合
部材２８Ａは、横倒した際に接続用歯車２６Ａの歯部２
７に係合し、起立した際に接続用歯車２６Ａの歯部２７
から離間する。

【００１７】上記支持盤１７は、第３駆動軸１６の上端
に取付けられた円盤状の部材であり、下部の定盤１０Ａ
を着脱自在に支持している。この支持盤１７には、上記
下部の定盤１０Ａに設けられた複数のピン２９が嵌入可
能なピン孔３０が複数形成されている。下部の定盤１０
Ａを支持盤１７に載置するとともにピン２９をピン孔３
０に挿入することにより、下部の定盤１０Ａを支持盤１
７に一体的に連結することができる。

【００１８】尚、上記両定盤９Ａ，１０Ａの内径はそれ
ぞれ、太陽歯車６Ａと外筒体２２Ａと接続用歯車２６Ａ
との各外径よりも大きく設定され、両定盤９Ａ，１０Ａ
の外径はそれぞれ外輪４の内径よりも小さく設定されて
いる。

【００１９】また、上記支持盤１７には、研磨屑や研磨
液等が上記内筒体２１Ａと外筒体２２Ａとの隙間に侵入
したりあるいは第１駆動軸１２と第３駆動軸１６との間
に侵入することを防止するための円筒状の下部カバー３
１Ａが複数のボルト３２を介して着脱自在に取付けられ
ている。さらに、第１着脱部材１３Ａには、研磨屑や研
磨液等が接続用歯車２６Ａの内側から突出軸部１８と第
１着脱部材１３Ａとの間に侵入することを防止するため
の円筒状の上部カバー３３Ａが取付けられている。

【００２０】上記太陽歯車６Ａとキャリア７Ａと両定盤
９Ａ，１０Ａと第１および第２着脱部材１３Ａ，１５Ａ
と各カバー３１Ａ，３３Ａとは、小型の四角形の薄板状
のワーク８Ａを研磨する際に使用されるものである。

【００２１】また、図２に示した太陽歯車６Ｂとキャリ
ア７Ｂと両定盤９Ｂ，１０Ｂと第１および第２着脱部材
１３Ｂ，１５Ｂと各カバー３１Ｂ，３３Ｂとは、大型の
四角形の薄板状のワーク８Ｂを研磨する際に使用される
ものであり、先に述べた図１の小型ワーク８Ａの研磨用
のものと径は異なっているが同じ構成のものである。

【００２２】すなわち、上記キャリア７Ｂは大型のワー
ク８Ｂのサイズに応じて大きな直径で形成され、これら
大径のキャリア７Ｂに応じて、太陽歯車６Ｂの外径が小
さく形成されている。さらに、上記小径の太陽歯車６Ｂ
に応じて、第１着脱部材１３Ｂの内筒体２１Ｂの直径と
外筒体２２Ｂの直径とが共に小さく形成され、両定盤９
Ｂ，１０Ｂの内径が小さく形成され、第２着脱部材１５
Ｂの接続用歯車２６Ｂの外径が小さく形成されている。

【００２３】尚、上記両定盤９Ｂ，１０Ｂの内径はそれ
ぞれ、太陽歯車６Ｂと外筒体２２Ｂと接続用歯車２６Ｂ
との各外径よりも大きく設定され、両定盤９Ｂ，１０Ｂ
の外径はそれぞれ、図１に示す両定盤９Ａ，１０Ａの外
径と同一であり、外輪４の内径よりも小さく設定されて
いる。

【００２４】以下、上記構成における作用を説明する。
図１および図３の仮想線に示すように、研磨装置１で小
型のワーク８Ａを研磨する場合、ワーク８Ａのサイズに
応じた小径のキャリア７Ａを使用する。この際、先ず、
ボルト２０を介して小型ワーク８Ａ用の第１着脱部材１
３Ａの内筒体２１Ａを第１駆動軸１２に取付け、ボルト
３２を介して下部カバー３１Ａを支持盤１７に取付け
る。そして、小型ワーク８Ａ用の下部の定盤１０Ａを支
持盤１７上に載置するとともに、ピン２９をピン孔３０
に挿入することにより、下部の定盤１０Ａは支持盤１７
に一体的に連結される。そして、小径のキャリア７Ａに
応じた大径の太陽歯車６Ａが予め取付けられている第１
着脱部材１３Ａの外筒体２２Ａを内筒体２１Ａにねじ２
５を介して連結する。これにより、第１着脱部材１３Ａ
を介して大径の太陽歯車６Ａが第１駆動軸１２に取付け
られる。

【００２５】そして、大径の太陽歯車６Ａと内歯３との
間に配置した小径のキャリア７Ａ上に上部の定盤９Ａを
載置した後、第２着脱部材１５Ａの大径の接続用歯車２
６Ａを第２駆動軸１４の突出軸部１８の上端に嵌め込
み、各係合部材２８Ａを横倒させて接続用歯車２６Ａの
歯部２７に係合させる。これにより、第２着脱部材１５
Ａを介して上部の定盤９Ａが第２駆動軸１４に取付けら
れる。

【００２６】この際、図３の仮想線で示すように、小径
のキャリア７Ａを使用したため、４台のキャリア７Ａを
外輪４と太陽歯車６Ａとの間に装備することができる。
そして、図１に示すように、第１駆動軸１２が中心軸５
を中心にして回転駆動することにより、第１着脱部材１
３Ａを介して上記各小径のキャリア７Ａが内歯３と大径
の太陽歯車６Ａとに噛合して自転しながら公転し、さら
に、第２駆動軸１４と第３駆動軸１６が中心軸５を中心
にして回転駆動することにより、第２着脱部材１５Ａお
よび支持盤１７を介して上下両定盤９Ａ，１０Ａが回転
し、各小径のキャリア７Ａに保持された小型のワーク８
Ａの上面と下面とが研磨される。

【００２７】また、図３の実線で示すように大型のワー
ク８Ｂを研磨する場合、図１の仮想線で示すように各係
合部材２８Ａを起立させて大径の接続用歯車２６Ａの歯
部２７から離間させた後、上記大径の接続用歯車２６Ａ
を第２駆動軸１４の突出軸部１８から脱抜し、さらに、
上部の定盤９Ａを上方へ取り外す。

【００２８】その後、ねじ２５を外して、第１着脱部材
１３Ａの外筒体２２Ａとともに大径の太陽歯車６Ａを内
筒体２１Ａから取り外す。さらに、各小径のキャリア７
Ａを取り外し、下部の定盤１０Ａを支持盤１７から上方
へ取り外し、ボルト３２を外して下部カバー３１Ａを支
持盤１７から取り外し、ボルト２０を外して第１着脱部
材１３Ａの内筒体２１Ａを第１駆動軸１２から取り外
す。

【００２９】その後、図２に示すように、ボルト２０を
介して大型ワーク８Ｂ用の第１着脱部材１３Ｂの内筒体
２１Ｂを第１駆動軸１２に取付け、ボルト３２を介して
下部カバー３１Ｂを支持盤１７に取付ける。そして、大
型ワーク８Ｂ用の下部の定盤１０Ｂを支持盤１７上に載
置するとともに、ピン２９をピン孔３０に挿入すること
により、下部の定盤１０Ｂは支持盤１７に一体的に連結
される。そして、ワーク８Ｂのサイズに応じた大径のキ
ャリア７Ｂを使用し、これら大径のキャリア７Ｂに応じ
た小径の太陽歯車６Ｂが予め取付けられている第１着脱
部材１３Ｂの外筒体２２Ｂを内筒体２１Ｂにねじ２５を
介して連結する。これにより、第１着脱部材１３Ｂを介
して小径の太陽歯車６Ｂが第１駆動軸１２に取付けられ
る。

【００３０】そして、小径の太陽歯車６Ｂと内歯３との
間に配置した大径のキャリア７Ｂ上に上部の定盤９Ｂを
載置した後、第２着脱部材１５Ｂの小径の接続用歯車２
６Ｂを第２駆動軸１４の突出軸部１８の上端に嵌め込
み、各係合部材２８Ｂを横倒させて接続用歯車２６Ｂの
歯部２７に係合させる。これにより、第２着脱部材１５
Ｂを介して上部の定盤９Ｂが第２駆動軸１４に取付けら
れる。

【００３１】この際、図３の実線で示すように、大径の
キャリア７Ｂを使用したため、３台のキャリア７Ｂが外
輪４と太陽歯車６Ｂとの間に装着される。そして、図２
に示すように、第１駆動軸１２が中心軸５を中心にして
回転駆動することにより、第１着脱部材１３Ｂを介して
上記各大径のキャリア７Ｂが内歯３と小径の太陽歯車６
Ｂとに噛合して自転しながら公転し、さらに、第２駆動
軸１４と第３駆動軸１６が中心軸５を中心にして回転駆
動することにより、第２着脱部材１５Ｂおよび支持盤１
７を介して上下両定盤９Ｂ，１０Ｂが回転し、各大径の
キャリア７Ｂに保持された大型のワーク８Ｂの上面と下
面とが研磨される。

【００３２】このように、サイズの異なるワーク８Ａ，
８Ｂに応じて、径の異なる大小２種類のキャリア７Ａ，
７Ｂと太陽歯車６Ａ，６Ｂと上部の定盤９Ａ，９Ｂと下
部の定盤１０Ａ，１０Ｂとを取り換えて使用することが
できるため、外輪４のサイズを変える必要はなく、した
がって、研磨装置１を大型化せずに、小型のワーク８Ａ
のみならず、大型のワーク８Ｂにも対応することができ
る。

【００３３】また、図３に示すように、小型のワーク８
Ａを研磨する場合は、大型のワーク８Ｂを研磨する場合
よりも多数枚のワーク８Ａを一度に研磨することができ
るため、生産性が向上する。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１記載の発明によると、被研磨部材のサイズに応じ
て、径の異なる複数種のキャリアと太陽歯車と定盤とを
取り換えることができるため、外輪のサイズを変える必
要はなく、したがって、研磨装置を大型化せずに、被研
磨部材の大型化に対応することができる。これにより、
研磨装置の搬送に支障を来すといった問題を解決するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における研磨装置であっ
て、小型のワークを研磨する場合の断面図である。

【図２】同、研磨装置であって、大型のワークを研磨す
る場合の断面図である。

【図３】同、研磨装置であって、外輪と太陽歯車とキャ
リアとの配置を示す平面図である。

【図４】従来の研磨装置の概略平面図である。

【符号の説明】

１ 研磨装置 ３ 内歯 ４ 外輪 ５ 中心軸 ６Ａ，６Ｂ 太陽歯車 ７Ａ，７Ｂ キャリア ８Ａ，８Ｂ ワーク（被研磨部材） ９Ａ，９Ｂ 上部の定盤 １２ 第１駆動軸 １３Ａ，１３Ｂ 第１着脱部材 １４ 第２駆動軸 １５Ａ，１５Ｂ 第２着脱部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 全周にわたり内歯を有する外輪と、この
   外輪の中心軸を中心にして回転自在な太陽歯車と、上記
   外輪と太陽歯車との間に設けられて上記内歯と太陽歯車
   とに噛合して自転しながら公転する複数のキャリアと、
   上記中心軸を中心にして回転して上記キャリアに保持さ
   れた被研磨部材を研磨する円環状の定盤とを備えた研磨
   装置であって、上記太陽歯車は上記中心軸を中心に回転
   駆動する第１駆動軸に第１着脱部材を介して着脱自在に
   取付けられ、上記定盤は上記中心軸を中心に回転駆動す
   る第２駆動軸に第２着脱部材を介して着脱自在に取付け
   られていることを特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 第２駆動軸が筒状に形成された第１駆動
   軸の内部に挿通されていることを特徴とする請求項１記
   載の研磨装置。