JPH11207608A - 平面研磨装置における上定盤昇降機構 - Google Patents

平面研磨装置における上定盤昇降機構

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JPH11207608A
JPH11207608A JP2509498A JP2509498A JPH11207608A JP H11207608 A JPH11207608 A JP H11207608A JP 2509498 A JP2509498 A JP 2509498A JP 2509498 A JP2509498 A JP 2509498A JP H11207608 A JPH11207608 A JP H11207608A
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JP
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platen
surface plate
support frame
load
lowering
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JP2509498A
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Shiro Furusawa
澤 四 郎 古
Yoshihiro Nakajo
條 吉 広 中
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SpeedFam Co Ltd
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    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • B24B37/07Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool
    • B24B37/08Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces characterised by the movement of the work or lapping tool for double side lapping
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B24B37/34Accessories
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
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    • B24B7/10Single-purpose machines or devices
    • B24B7/16Single-purpose machines or devices for grinding end-faces, e.g. of gauges, rollers, nuts, piston rings
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 関連機器を含めた上定盤の総重量が大きい場
合でも、この上定盤を小形の昇降機構によって簡単且つ
精度良く昇降及び定位置停止させることが可能な上定盤
昇降機構を得る。 【解決手段】 上定盤と定盤支持フレーム5とを含む上
定盤アセンブリ3Aの荷重の一部を複数のエアシリンダ
15により常時支持させ、その状態で上記上定盤アセン
ブリ3Aをーボモータ16により昇降させると共に、定
位置に停止させるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、キャリヤに保持さ
れたワークの両面を上下の定盤により研磨する平面研磨
装置において、ワークのローディング・アンローディン
グ時や研磨加工時等に上定盤を昇降させるための昇降機
構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ラッピングマシンやポリッシングマシン
等の平面研磨装置は、同軸状に位置してそれぞれ駆動回
転自在の太陽歯車と内歯歯車及び上下の定盤を備え、上
記太陽歯車と内歯歯車とに噛合して遊星運動するキャリ
ヤに保持させた半導体ウエハ等のワークを、上下の定盤
で両側から挟んで研磨加工するものである。
【0003】このような平面研磨装置においては、ワー
クのローディング・アンローディング時や研磨加工時等
に上定盤を昇降させる場合、エアシリンダか又はサーボ
モータを単独で使用することによってその昇降を行うよ
うにしていた。
【0004】しかし、このようにエアシリンダ又はサー
ボモータを単独で使用する方法は、上定盤が数十Kg〜
数百Kgといったように比較的軽量である場合には特に
問題ないが、研磨精度の向上と共に構造が複雑化し、上
定盤とこれを支持する支持フレームや駆動機構等の関連
機構を含めた上定盤アセンブリの総重量が数トン〜10
トンにも達する近年の研磨装置においては、この上定盤
アセンブリをエアシリンダ又はサーボモータ単独で昇降
させるの非常に困難である。即ち、エアシリンダを単独
で使用する方法は、エアシリンダが大形化するだけでな
く、エアの圧縮性等のために上定盤アセンブリを定位置
に正確に停止させることが困難であり、一方、サーボモ
ータを単独で使用する方法では、上定盤アセンブリの重
量が大きいために大形で高価なサーボモータを使用しな
ければならなくなり、その制御装置を含めて昇降機構が
非常に大がかりなものになってしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、関連機器を含めた上定盤の総重量が大きい場合で
も、この上定盤を小形の昇降機構によって簡単且つ精度
良く昇降及び定位置停止させることが可能な上定盤昇降
機構を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の昇降機構は、上定盤を支持する定盤支持フ
レームを荷重受け用のエアシリンダで常時上方に向けて
付勢することにより、該エアシリンダで上定盤と定盤支
持フレームとを含む上定盤アセンブリの荷重の一部を部
分的に支持させ、その状態で該上定盤アセンブリをサー
ボモータにより昇降させるように構成したことを特徴と
するものである。
【0007】この構成により本発明においては、小形の
エアシリンダとサーボモータを使用することが可能とな
って昇降機構を小形化することができ、しかも、小形の
サーボモータによって上定盤アセンブリの昇降と定位置
停止とを簡単且つ精度良く行うことができる。
【0008】本発明の好ましい1つの実施態様によれ
ば、上記荷重受け用のエアシリンダが複数設けられてい
て、それらの配列中心に上記サーボモータの駆動軸が配
設されている。
【0009】本発明の具体的な実施態様によれば、上記
定盤支持フレームが、機体に設けたベース部材上にガイ
ド機構を介して片持ち梁状で昇降自在なるように支持さ
れると共に、これらのベース部材と定盤支持フレームと
の間に上記荷重受け用のエアシリンダが設置されてい
る。
【0010】本発明のより具体的な実施態様によれば、
上記ベース部材が機体に対して回転自在となっていて、
該ベース部材を介して上記定盤支持フレームがワークの
研磨位置とアンローディング位置との間で旋回自在に構
成されている。
【0011】
【発明の実施の形態】図1は本発明の上定盤昇降機構を
適用した平面研磨装置の一例を示すもので、1は機体、
2は該機体1上に回転自在に配設されて図示しない駆動
源に連結された下定盤、3は該下定盤2の上方に同軸状
に位置する上定盤であって、該上定盤3は、機体1に基
端部を片持ち梁状に支持されて水平に延びる定盤支持フ
レーム5の先端に回転自在に取り付けられ、上定盤駆動
用のサーボモータ6により、該定盤支持フレーム5の内
部に設けられた伝動機構を介して駆動されるようになっ
ている。
【0012】また、上記下定盤2の中央部と外周部とに
はそれぞれ太陽歯車7と内歯歯車8とが同軸状に配設さ
れると共に、これらの太陽歯車7及び内歯歯車8に噛合
して太陽歯車7の回りを遊星運動する複数のキャリヤ9
が配設され、各キャリヤ9に保持された半導体ウエハや
磁気ディスク基板等のワーク4を上下の定盤により両側
から挟んで研磨するように構成されている。
【0013】上記定盤支持フレーム5は、図2からも分
かるように、機体1の一端にベアリング11で回転自在
に取り付けられたベース部材12上に、昇降機構10に
より昇降自在なるように支持されている。
【0014】上記昇降機構10は、上記定盤支持フレー
ム5の昇降を案内するガイド機構14と、該定盤支持フ
レーム5を常時上方に向けて付勢することにより、該定
盤支持フレーム5と上定盤3とを含む上定盤アセンブリ
3Aの荷重の一部を部分的に支える荷重受け用の複数の
エアシリンダ15と、該エアシリンダ15で荷重の一部
を支えられた上記定盤支持フレーム5を昇降及び定位置
停止させるための昇降用サーボモータ16とを含んでい
る。
【0015】上記ガイド機構14は、ベース部材12上
に立設する第1軸18の外周に軸線方向に形成されたリ
ニアガイド19と、定盤支持フレーム5の下面に固定さ
れて上記第1軸18と嵌合し合う第2軸20の内面に形
成された、上記リニアガイド19に嵌合するスライド部
材21とで構成されている。しかし、ガイド機構14の
構成はこのようなものに限定されず、定盤支持フレーム
5を上下方向に直線的に案内し得るものであれば、その
他の構成であっても良い。
【0016】また、上記エアシリンダ15は、上記第1
軸18の内底部に正3角形の各頂点に位置するように3
つ設けられ、そのロッド15aが第2軸20と一体のフ
レーム部材20aに連結されており、一方、上記昇降用
サーボモータ16は、上記3つのエアシリンダ15の配
列中心上に位置するように機体1に取り付けられ、その
出力軸16aが上記フレーム部材20aに連結されてい
る。
【0017】上記3つのエアシリンダ15は、例えば上
定盤アセンブリ3Aの荷重(6〜10トン程度)の約1
/2〜2/3程度を常時支持するように制御され、残り
の荷重をサーボモータ16が支持する。これにより、エ
アシリンダ又はサーボモータをそれぞれ単独で使用する
場合よりは小形のエアシリンダ15及びサーボモータ1
6を使用することが可能となり、昇降機構10を小形化
することができるばかりでなく、小形のサーボモータ1
6とその制御機構とを使用して上定盤アセンブリ3Aの
昇降と定位置での停止とを、簡単且つ精度良く行うこと
ができる。
【0018】また、上記定盤支持フレーム5は、上記ベ
ース部材12と、機体1に取り付けられた旋回用のサー
ボモータ23と、該サーボモータ23の出力軸に取り付
けられた歯車24と、ベース部材12の外周の一部に部
分的に形成されたギヤ部12aとからなる旋回機構22
を介して、図3に示すように、研磨位置Aとワーク4の
アンローディング位置Bとの間を旋回させ得るようにな
っている。
【0019】上記上定盤3は、作業面の各ワーク4との
対応位置に吸着孔を有し、研磨が終了したワーク4をバ
キュームチャックして持ち上げられるようになってお
り、ワーク4を吸着した状態で上記アンローディング位
置Bに旋回したあと、この位置でアンローデング手段2
6によりワーク4を順次取り出されるように構成されて
いる。
【0020】また、上記研磨装置は、未加工ワーク4を
搬入するためのローディング手段27を有し、上定盤3
が上記アンローディング位置Bに旋回して加工済ワーク
が取り出されている間に、未加工ワークを下定盤2上の
各キャリヤ9に供給できるようになっている。
【0021】なお、上記バキュームチャック手段やロー
デング手段27あるいはアンローデング手段26につい
ては、公知のものを使用することができるので、ここで
はそれらの構成について特に言及はしない。
【0022】上記構成を有する平面研磨装置において、
上定盤3が上昇した状態で下定盤2上の各キャリヤ9に
供給されたワーク4は、上記上定盤3の下降により上下
の定盤2,3間に両側から挟持され、回転するこれらの
定盤2,3によりその両面が研磨加工される。このとき
各キャリヤ9は、太陽歯車7及び内歯歯車8に駆動され
て太陽歯車7の回りを遊星運動する。また、上定盤3を
加工位置まで下降させる動作は、昇降機構10における
昇降用サーボモータ16により定盤支持フレーム5を介
して行われ、加工中における加工圧の付加は、定盤支持
フレーム5に設けた別の加圧用シリンダ(図示せず)に
より行われる。
【0023】上記ワーク4の研磨が終了して上下の定盤
2,3が決められた回転位置に停止すると、上定盤3が
加工済ワーク4を吸着したまま昇降用サーボモータ16
によりガイド機構14に案内されて所定の高さまで上昇
すると共に、旋回機構8によりアンローディング位置B
に旋回し、この位置でアンローデング手段26により加
工済ワーク4が取り出される。このとき、下定盤2上の
各キャリヤ9には、ローデング手段27によって未加工
ワークが供給される。
【0024】加工済ワークの取り出しと未加工ワークの
供給とが終了すると、上定盤3は下定盤2の真上の位置
に旋回したあと、昇降用サーボモータ16により下降
し、再びワーク4の研磨が行われる。
【0025】上記上定盤3の昇降は、昇降機構10にお
ける荷重受け用のエアシリンダ15で上定盤アセンブリ
3Aの荷重の一部を部分的に支持させ、負荷荷重を減少
させた状態でサーボモータ16により行われるため、上
定盤アセンブリ3Aが数トン〜10トンといったように
非常に大重量であっても、小形のサーボモータ16とそ
の制御機構とを使用して、該上定盤3を簡単に昇降させ
ることができると同時に、それを決められた位置に確実
且つ正確に停止させることができる。
【0026】
【発明の効果】このように本発明の昇降機構によれば、
上定盤の総重量が大きい場合でも、この上定盤を小形の
昇降機構によって簡単且つ精度良く昇降及び定位置停止
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る昇降機構を用いた研磨装置の一実
施例を示す側面図である。
【図2】図2の要部拡大断面図である。
【図3】図1の要部平面図である。
【符号の説明】
1 機体 2 下定盤 3 上定盤 3A 上定盤ア
センブリ 4 ワーク 5 定盤支持フ
レーム 9 キャリヤ 10 昇降機構 12 ベース部材 14 ガイド機構 15 エアシリンダ 16 昇降用サー
ボモータ 16a 出力軸 22 旋回機構

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャリヤに保持されたワークの両面を上下
    の定盤により研磨する平面研磨装置における、上定盤を
    昇降及び定位置停止させるための昇降機構であって、 上記上定盤を支持する定盤支持フレームの昇降を案内す
    るガイド機構と、 上記定盤支持フレームを常時上方に向けて付勢すること
    により、該定盤支持フレームと上定盤とを含む上定盤ア
    センブリの荷重の一部を部分的に支える荷重受け用のエ
    アシリンダと、 上記エアシリンダで荷重の一部を支えられた状態の上記
    上定盤アセンブリを昇降させる昇降用サーボモータと、
    を有することを特徴とする平面研磨装置における上定盤
    昇降機構。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の上定盤昇降機構におい
    て、上記荷重受け用のエアシリンダを3角形の各頂点に
    位置するように3つ設け、それらの配列中心に上記サー
    ボモータの出力軸を配設したことを特徴とするもの。
  3. 【請求項3】請求項1又は2に記載の上定盤昇降機構に
    おいて、上記定盤支持フレームが、機体に設けたベース
    部材上に片持ち梁状に支持されると共に、該定盤支持フ
    レームの先端部に上定盤が取り付けられ、該定盤支持フ
    レームとベース部材との間に上記ガイド機構と荷重受け
    用のエアシリンダとが設けられていることを特徴とする
    もの。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の上定盤昇降機構におい
    て、上記ベース部材が機体に対して回転自在であると共
    に、該ベース部材を回転させるための駆動手段が設けら
    れることにより、上記定盤支持フレームがワークの加工
    位置とアンローディング位置との間で旋回自在であるこ
    とを特徴とするもの。
JP2509498A 1998-01-22 1998-01-22 平面研磨装置における上定盤昇降機構 Pending JPH11207608A (ja)

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