(57)【要約】【課題】  上定盤からのワークへの押圧力をリニアーに精密に制御可能となり、特に薄物のワークの研磨を好適に行える研磨装置を提供する。【解決手段】  ワークの研磨時、上下動装置５８により上定盤５０が下定盤３２に対向する位置まで下降され、回転駆動装置６２により上定盤５０が内側部材６４、第１および第２の弾性材７０、７２、外側部材６５、連結部材６６を介して水平面内で回転駆動されると共に、流体供給部から第１の密閉空間７３内に流体が給排されることによって第１の密閉空間７３内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、上定盤５０のワーク２６への押圧力が加減されることを特徴とする。【選択図】  図３
2006051575.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、
前記上定盤支持機構は、
内側部材と、
上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、
前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第１の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第２の弾性材と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間に、前記第１の弾性材および第２の弾性材により閉塞されて形成された第１の密閉空間と、
該密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部とを具備し、
前記内側部材と外側部材のうちの一方が、回転駆動装置に連繋されると共に、他方が上定盤に連結され、
ワークの研磨時、
前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第１の密閉空間内に流体が給排されることによって第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、
前記上定盤支持機構は、
内側部材と、
上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、
前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第１の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第２の弾性材と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間に、前記第１の弾性材および第２の弾性材により閉塞されて形成された第１の密閉空間と、
該密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、
前記内側部材と外側部材のうちの一方が連繋される回転駆動装置と、
前記内側部材と外側部材のうちの他方を前記上定盤に連結する連結部材と、
前記上定盤の上方に位置して基体に配設され、前記回転駆動装置および上定盤を下定盤に対して上下動させる上下動装置と、
を具備し、
ワークの研磨時、
前記上下動装置により上定盤が下定盤に対向する位置まで下降され、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第１の密閉空間内に流体が給排されることによって第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする研磨装置。
【請求項３】
前記第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きく、前記上定盤は、自重よりも小さな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする請求項１または２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材または内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さく、前記上定盤は、自重よりも大きな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする請求項１または２記載の研磨装置。
【請求項５】
前記第１および第２の弾性材により、前記内側部材と外側部材との間の回転力が伝達されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の研磨装置。
【請求項６】
前記内側部材と前記外側部材との間が、伝達ピンを介して回転力が伝達されることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の研磨装置。
【請求項７】
下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、
前記上定盤支持機構は、
内側部材と、
上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、
前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第３の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の上下方向中途部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第４の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第５の弾性材と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第３の弾性材および第４の弾性材により閉塞されて形成された第２の密閉空間と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第４の弾性材および第５の弾性材により閉塞されて形成された第３の密閉空間と、
該第２の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、
該第３の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部とを具備し、
前記内側部材と外側部材のうちの一方が、回転駆動装置に連繋されると共に、他方が上定盤に連結され、
ワークの研磨時、
前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に流体が給排されることによって第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする研磨装置。
【請求項８】
下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、
前記上定盤支持機構は、
内側部材と、
上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、
前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第３の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の上下方向中途部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第４の弾性材と、
前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第５の弾性材と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第３の弾性材および第４の弾性材により閉塞されて形成された第２の密閉空間と、
前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第４の弾性材および第５の弾性材により閉塞されて形成された第３の密閉空間と、
該第２の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、
該第３の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、
前記内側部材と外側部材のうちの一方が連繋される回転駆動装置と、
前記内側部材と外側部材のうちの他方を前記上定盤に連結する連結部材と、
前記上定盤の上方に位置して基体に配設され、前記回転駆動装置および上定盤を下定盤に対して上下動させる上下動装置とを具備し、
ワークの研磨時、
前記上下動装置により上定盤が下定盤に対向する位置まで下降され、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に流体が給排されることによって第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする研磨装置。
【請求項９】
前記第２の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるようにし、他方、前記第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるようにすることにより、前記上定盤は、自重よりも小さな押圧力から自重よりも大きな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする請求項７記載の研磨装置。
【請求項１０】
前記第２の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるようにし、他方、前記第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるようにすることにより、前記上定盤は、自重よりも大きな押圧力から自重よりも小さな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする請求項８記載の研磨装置。
【請求項１１】
前記内側部材と外側部材との間に、内側部材と外側部材との相対的な下方への変位を規制する係合部を設けたことを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項記載の研磨装置。
【請求項１２】
前記回転駆動装置が、ダイレクトドライブモータであることを特徴とする請求項１〜１１いずれか１項記載の研磨装置。                                                     
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエーハ等の薄物のワークの研磨が好適に行える研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワークの研磨装置は種々知られている。
図７は従来のラッピング装置１０の一例を示す。
２０は上定盤であり、基台１３上に設けられたシリンダ装置１４により、ロッド１４ａ、連結部１４ｂ、回転板１５、連結ロッド１６を介して上下動される。連結部１４ｂは、上定盤１２が下定盤１８の上面に倣って回動しうるようにユニバーサルジョイント等の水平動機構によって構成されている。また、上定盤１２は、キー１９が回し金２０のキー溝に係合しており、回し金２０がシャフト２０ａ、ギヤ群、減速機２１を介して駆動モータ２２で回転されることにより水平面内で回転する。下定盤１８は、中空シャフト１８ａ、ギヤ群、減速機２１を介して駆動モータ２２で回転駆動される。２３は太陽ギヤであり、シャフト２３ａ、ギヤ群、減速機２１を介して駆動モータ２２によって回転駆動される。２４はインターナルギヤであり、シャフト２４ａ、ギヤ群、減速機２１を介してやはり駆動モータ２２によって回転駆動される。太陽ギヤ２３とインターナルギヤ２４との間にはキャリア２５が噛合され、遊星運動をする。キャリア２５に設けられた透孔にはワーク２６が嵌入され、キャリア２５と共に運動し、上下定盤１２、１８が回転することにより両面研磨される。このラッピング装置１０は、特開平１１−４８１２６に従来技術として記載されている。
【特許文献１】特開平１１−４８１２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記ラッピング装置１０によれば、シリンダ装置１４により上定盤１２を吊り下げた状態でワーク２６を研磨する。上定盤１２からのワーク２６への押圧力の調整は、シリンダ装置１４のシリンダ下室へ供給する加圧流体の圧力を調整することによって行っている。これにより、上定盤１２からワーク２６への押圧力を、上定盤１２の自重よりも小さな押圧力から上定盤の自重による押圧力までの間の押圧力に亘って調整可能となる。なお、シリンダ装置１４のシリンダ上室へも加圧流体を供給すれば、上定盤１２の自重よりも大きな押圧力をワーク２６に加えることも可能となる。
【０００４】
しかしながら、この従来のラッピング装置１０では次のような課題を有している。
すなわち、シリンダ装置１４は、ロッド１４ａの上端に設けたピストン（図示せず）がシリンダ内壁に接触する構造となるため、ピストンシール部とシリンダ内壁との間に接触摩擦が生じ、これがために精密な上下動コントロールが行えないという課題がある。特に、停止状態からの移行の際、大きな静止摩擦係数から小さな動摩擦係数に変動することから、いわゆるノッキング減少が生じ易いという課題がある。
また、上下定盤１２、１８、太陽ギア２３、インターナルギヤ２４の駆動は各種のギヤ群を介して伝達され、特に上定盤１２は、キー１９が回し金２０のキー溝に係合する構成となっていることから、ギヤ間、キーとキー溝間にバックラッシュが生じ、これがために振動が発生し易く、特に薄物のワークの研磨の場合、ワークを破損させるおそれがある。
本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、上定盤からのワークへの押圧力をリニアーに精密に制御可能となり、特に薄物のワークの研磨を好適に行える研磨装置を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る研磨装置は、下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、前記上定盤支持機構は、内側部材と、上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第１の弾性材と、前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第２の弾性材と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間に、前記第１の弾性材および第２の弾性材により閉塞されて形成された第１の密閉空間と、該密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部とを具備し、前記内側部材と外側部材のうちの一方が、回転駆動装置に連繋されると共に、他方が上定盤に連結され、ワークの研磨時、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第１の密閉空間内に流体が給排されることによって第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする。
【０００６】
また本発明に係る研磨装置は、下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、前記上定盤支持機構は、内側部材と、上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第１の弾性材と、前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第２の弾性材と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間に、前記第１の弾性材および第２の弾性材により閉塞されて形成された第１の密閉空間と、該密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、前記内側部材と外側部材のうちの一方が連繋される回転駆動装置と、前記内側部材と外側部材のうちの他方を前記上定盤に連結する連結部材と、前記上定盤の上方に位置して基体に配設され、前記回転駆動装置および上定盤を下定盤に対して上下動させる上下動装置とを具備し、ワークの研磨時、前記上下動装置により上定盤が下定盤に対向する位置まで下降され、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第１の密閉空間内に流体が給排されることによって第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする。
【０００７】
前記第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きく、前記上定盤は、自重よりも小さな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする。
【０００８】
あるいは、前記第１の密閉空間内に生じる、前記外側部材または内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さく、前記上定盤は、自重よりも大きな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする。
請求項１または２記載の研磨装置。
【０００９】
上記各場合において、前記第１および第２の弾性材により、前記内側部材と外側部材との間の回転力が伝達されることを特徴とする。
あるいは、前記内側部材と前記外側部材との間が、伝達ピンを介して回転力が伝達されることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る研磨装置は、下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、前記上定盤支持機構は、内側部材と、上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第３の弾性材と、前記内側部材と外側部材の上下方向中途部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第４の弾性材と、前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第５の弾性材と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第３の弾性材および第４の弾性材により閉塞されて形成された第２の密閉空間と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第４の弾性材および第５の弾性材により閉塞されて形成された第３の密閉空間と、該第２の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、該第３の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部とを具備し、前記内側部材と外側部材のうちの一方が、回転駆動装置に連繋されると共に、他方が上定盤に連結され、ワークの研磨時、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に流体が給排されることによって第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る研磨装置は、下定盤と、上定盤支持機構に支持された上定盤との間でワークを挟み、上定盤および下定盤を相対的に運動させてワークを研磨する研磨装置において、前記上定盤支持機構は、内側部材と、上下方向に開口して、開口部内に前記内側部材が配置された外側部材と、前記内側部材と外側部材の上部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第３の弾性材と、前記内側部材と外側部材の上下方向中途部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第４の弾性材と、前記内側部材と外側部材の下部間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第５の弾性材と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第３の弾性材および第４の弾性材により閉塞されて形成された第２の密閉空間と、前記内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間が、前記第４の弾性材および第５の弾性材により閉塞されて形成された第３の密閉空間と、該第２の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、該第３の密閉空間内に加圧流体を供給する流体供給部と、前記内側部材と外側部材のうちの一方が連繋される回転駆動装置と、前記内側部材と外側部材のうちの他方を前記上定盤に連結する連結部材と、前記上定盤の上方に位置して基体に配設され、前記回転駆動装置および上定盤を下定盤に対して上下動させる上下動装置とを具備し、ワークの研磨時、前記上下動装置により上定盤が下定盤に対向する位置まで下降され、前記回転駆動装置により前記上定盤が前記内側部材と外側部材と連結部材とを介して水平面内で回転駆動されると共に、前記流体供給部から前記第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に流体が給排されることによって第２の密閉空間内および／または第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、前記上定盤のワークへの押圧力が加減されることを特徴とする。
【００１２】
前記第２の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるようにし、他方、前記第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるようにすることにより、前記上定盤は、自重よりも小さな押圧力から自重よりも大きな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする。
【００１３】
あるいは、前記第２の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるようにし、他方、前記第３の密閉空間内に生じる、前記外側部材もしくは内側部材に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるようにすることにより、前記上定盤は、自重よりも大きな押圧力から自重よりも小さな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記内側部材と外側部材との間に、内側部材と外側部材との相対的な下方への変位を規制する係合部を設けたことを特徴とする。
また、前記回転駆動装置を、ダイレクトドライブモータで構成すると好適である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、上定盤からのワークへの押圧力をリニアーに精密に制御可能となり、特に薄物のワークの研磨を好適に行える研磨装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は研磨装置３０の概要図を示す。また図２は、下定盤３２、太陽ギヤ３４、インターナルギヤ３６の駆動機構を示す。
まず、図２により、これら下定盤３２等の駆動機構を説明する。
下定盤３２は、下定盤受け３７上に載置固定されている。この下定盤受け３７が公知のダイレクトドライブモータ（以下ＤＤモータと称する）３８によって回転駆動されることにより、下定盤３２が水平面内で回転駆動される。ＤＤモータ３８は、減速機を介さずに直接被駆動部を回転駆動できるものであり、一般的にドーナッツ状（筒状）の中空構造を採用しうる。ＤＤモータ３８は、支持台４０上に配置され、その回転リング４１に取付ボルト（図示せず）により下定盤受け３７が固定されている。
【００１７】
太陽ギヤ３４は、支持台４０の中間部に配置されたＤＤモータ４２によりシャフト４３を介して回転駆動される。シャフト４３は、ＤＤモータ３８の中空部を貫通している。このように、ＤＤモータ３８、ＤＤモータ４２が同軸構造を取り得るので、装置の小型化が図れる。インターナルギヤ３６は、支持台４０に回転支持された回転リング４５の上端部に固定されている。そして、この回転リング４５が、ＤＤモータ４６によりギヤ４７、４８を介して回転駆動され、これによりインターナルギヤ３６が回転駆動される。
【００１８】
５０は上定盤であり、上定盤支持機構５１によって、回転かつ上下動自在に支持されている。下定盤３２、上定盤５０との間には、太陽ギヤ３４、インターナルギヤ３６に噛合するようにして、上記と同様にしてワーク（図示せず）２６を透孔内に保持するキャリア（図示せず）２５が配置される。
図１および図３により上定盤支持機構５１について説明する。
図１において、５２は上下動盤であり、基台５４に設けたガイドポール５６に、筒状のガイド部５７がガイドされることによって上下動可能となっている。
５８は、上定盤５０の上方に位置して、基台５４の上部に配設された上下動装置たるシリンダ装置であり、ロッド５９が連結部６０を介して上下動盤５２に連結され、上下動盤５２を上下動させる。
５５はストッパであり、上下動装置５８によって上下動盤５２が所要位置まで下降された際に上下動盤５２をその位置で停止させるようになっている。
【００１９】
６２は、回転駆動装置たるＤＤモータであり、上下動盤５２の下面側に固定されている。ＤＤモータ６２は、図３に示すように、回転プレート６３、内側部材６４、第１および第２の弾性材７０、７２、外側部材６５、連結部材６６等を介して上定盤５０を水平面内で回転させるようになっている。
回転プレート６３は、ＤＤモータ６２の回転リング６７に取付ボルト（図示せず）によって固定されている。
内側部材６４は、回転プレート６３の下面側に取付ボルト（図示せず）によって固定され、回転プレート６３と共に鉛直線を中心として回転する。
【００２０】
内側部材６４は、下方側に開放する有底筒状をなし、その外周面は、上から順に、小径部６４ａ、中径部６４ｂ、大径部６４ｃに形成され、小径部６４ａと中径部６４ｂとの間に段差面６４ｄが形成され、中径部６４ｂと大径部６４ｃとの間に段差面６４ｅが形成されている。
【００２１】
外側部材６５は、上下方向に開口され、その開口部内に内側部材６４が配置された形状となっている。
そして、外側部材６５の上部開口縁内側には、内側部材６４の中径部６４ｂ方向
に延びる上部フランジ部６５ａが形成され、また下端側には外方に突出する下部フランジ部６５ｂが形成されている。
【００２２】
７０は、ゴム材等の弾性材料によって所定幅のリング状に形成された第１の弾性材であり、内側部材６４と外側部材６５の上部の対向部位間（段差面６４ｄおよび上部フランジ部６５ａ上面の部位間）を閉塞かつ連結する。この第１の弾性材７０は、接着剤およびボルトによって両部位に固定されている。その際、中径部６４ｂ外周面とフランジ部６５ａ内周面との間には、リング状の隙間が形成される。
【００２３】
７２は、ゴム材等の弾性材料によって所定幅のリング状に形成された第２の弾性材であり、内側部材６４と外側部材６５の下部の対向部位間（下面側）を閉塞かつ連結する。この第２の弾性材７０は、接着剤およびボルトによって両部位に固定されている。その際、大径部６４ｃ外周面と、対応する外側部材６５の内周面との間には、リング状の隙間が形成される。
なお、本実施の形態では、第１の弾性材７０の径よりも第２の弾性材７２の径の方が大きくなるように設定している。
【００２４】
このようにして、内側部材６４の外壁面と外側部材６５の内壁面との間に、第１の弾性材７０および第２の弾性材７２により閉塞される第１の密閉空間７３が形成される。
このように第１の密閉空間７３が形成されることにより、外側部材６５は、内側部材６４に対して非接触で上下方向に変位しうる。
【００２５】
この第１の密閉空間７３内には、内側部材６４に設けた、第１の密閉空間７３に通じる流路（図３）７８、この流路に取り付けた継手７９、およびホース８０により加圧流体（圧縮空気）が給排可能となっている。ホース８０は、ＤＤモータ６２の中空部に配したパイプ（図示せず）を介して、連結部６０内に設けたロータリージョイント（図示せず）に接続される。ロータリージョイントには、外部に設けた圧力減（コンプレッサーなど）が接続される。流路７８、継手７９、ホース８０、ロータリージョイント等によって流体供給部８１が構成される。
【００２６】
なお、フランジ部６５ａ下面が段差面６４ｅに当接することによって、外側部材６５の抜け止めがされ、また下方への変位が規制される。フランジ部６５ａ下面が段差面６４ｅとで係合部を構成する。上下動装置５８により、上下動盤５２、したがってまた内側部材６４が上昇されると、係合部を介して外側部材６５、したがって上定盤５０も上昇される。なお、係合部は、フランジ部６５ａ下面と段差面６４ｅとの間のみならず、他の部位であってもよい。
【００２７】
次に、上記連結部材６６は、下部フランジ部６５ｂ下面側と上定盤５０の上面とを連結するもので、複数本のロッドからなる。これにより、上定盤５０は外側部材６５と共に上下に変位する。
【００２８】
本実施の形態は上記のように構成されている。
ワークの研磨（方法）は次のようにしてなされる。
まず、キャリア２５の透孔内にワーク２６が配置される。
次に、流体供給部から第１の密閉空間７３内に加圧流体（圧縮空気）が供給される  。次いで上下動装置５８が駆動され、上定盤５０が下定盤３２に対向する位置まで  下降される（上下動盤５２がストッパ５５によって停止される位置）。
本実施の形態では、第１の弾性材７０の径の方が第２の弾性材７２の径よりも小さい。そして、図３から明らかなように、密閉空間７３内において、外側部材６５に対する上方への押圧面となる受圧面積の方が下方への押圧面となる受圧面積よりも大きく、外側部材６５はこの上方への押圧力と下方への押圧力との差圧分だけ上方への押圧力を受けることとなる。したがって、ワーク２６への押圧力は、上定盤５０の自重（正確には、上定盤５０、連結部材６６、外側部材６５の加算重量）よりも小さな押圧力となる。
【００２９】
なお、内側部材６４は回転プレート６３に固定されているので、密閉空間７３内において、下方への押圧力を受けても動かない。密閉空間７３内において、本来は、あらゆる方向へ均等に流体圧が作用するが、一方（内側部材６４）を固定、他方（外側部材６５）を可動とし、上方、下方への受圧面積を変えることで、可動側に押圧力を作用させることができるのである。
【００３０】
ワーク研磨の初期の段階では、ワーク表面に細かな凹凸が存在することから、比較的小さな押圧力でワークを研磨するのがよい。したがって、ワーク研磨の初期の段階では、第１の密閉空間７３内に高圧の加圧流体を供給して上方への押圧力を大きくし、ワークへの押圧力が小さくなるようにする。次いでＤＤモータ６２を駆動し、上定盤５０を回転させ、また図示しないスラリー供給部からスラリーを供給しつつワークの研磨を開始するのである。
ＤＤモータ６２の回転は、回転プレート６３、内側部材６４、第１の弾性材７０および第２の弾性材７２、外側部材６５、連結部材６６を通じて上定盤５０に伝達される。
【００３１】
上記のように、研磨の初期段階において、高圧の加圧流体を第１の密閉空間７３内に供給することによって、第１および第２の弾性材７０、７２は外側に膨出し、剛性が増すので、比較的大きな駆動力を必要とする、静止状態からの上定盤５０の回転駆動に好都合となる。
研磨が進むにつれて、第１の密閉空間７３内へ供給する加圧流体の圧力を減じ、ワーク２６への押圧力を増加させて研磨レートを上げるようにするとよい。最大上定盤５０の自重による押圧力をワーク２６にかけることができる。
【００３２】
この場合、前記のように、外側部材６５は内側部材６４に対して非接触で変位するので、従来のシリンダ装置による場合のようなノッキング現象が生じることがなく、したがって、上定盤５０からのワーク２６への押圧力をリニアに精密に変位させることができ、薄物のワークの研磨に好適となる。図４は、第１の密閉空間内の加圧流体の圧力変化と上定盤側の荷重変化とを示すグラフであり、上定盤側の荷重が直線的に変位することがわかる。なお、図４において、減圧（ＫＰａ）とは、密閉空間７３内のエア圧、下降時とは、密閉空間７３内の圧力を減じていった際の上定盤５０の計測した実荷重、上昇時とは、密閉空間７３内の圧力を増加減じていった際の上定盤５０の計測した実荷重である。
【００３３】
第１の密閉空間７３内の加圧流体の圧力を減じ、研磨レートを上げようとすると、第１および第２の弾性材７０、７２の張りが少なくなって剛性が減少し、比較的柔らかい状態となるが、連続回転する上定盤５０の駆動に支障となることはなく、却って高速回転する上定盤５０の振動を吸収することとなって好適である。
また、上記のように、各回転駆動部、特に上定盤５０の回転駆動部にＤＤモータを採用することによって、ギヤ群、キー係合によるバックラッシュを可及的に少なくすることができ、各部の振動を抑制できるので、特に薄物のワークを破損させることなく研磨できる。
【００３４】
上記実施の形態では、第１の密閉空間７３内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きく、上定盤５０を、自重よりも小さな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能に構成したが、図５に示すように、第１の弾性材７０の方を第２の弾性材７２よりも大径となるようにするなどして、第１の密閉空間７３内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくし、上定盤５０を、自重よりも大きな押圧力から自重による押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧可能となるように構成してもよい。
【００３５】
なお、図５の実施例では、内側部材６４の中間部を大径部６４ｆに形成し、下部側を中径部６４ｇに形成している。また、外側部材６５の下部に内方に伸びる下部フランジ部６５ｃを設け、この下部フランジ部６５ｃ下面と中径部６４ｇ下面との間を第２の弾性材７２で連結している。そして、大径部６４ｆおよび中径部６４ｇの外周面と外側部材６５内周面との間で第１の密閉空間７３を形成するようにしている。なお、符号６４ｈは、大径部６４ｆと中径部６４ｇとの間の段差面である。その他の部材の構成は図３に示すのと同一であるので、説明を省略する。
【００３６】
上記実施の形態では、第１の弾性材７０と第２の弾性材７２とにより、ＤＤモータ６２の回転力を上定盤５０に伝達するようにした。このように、弾性材を介して上定盤５０側を支持するようにしたので、上定盤５０が下定盤３２の上面に倣って追随するから、従来のようにユニバーサルジョイントなどの水平動機構を採用する必要がなく、構成が簡易となる利点がある。
なお、ＤＤモータ６２の回転を上定盤側に伝達するには、必ずしも弾性材７０、７２を介さなくともよく、例えば、回転プレート６３に、外側部材６５に係合する伝達ピン（図示せず）を設け、この伝達ピンを介してＤＤモータ６２の回転を上定盤５０側に伝達するようにしてもよい。この場合、外側部材６５の上下方向の変位を可能なようにして伝達ピンを外側部材に係合することはもちろんである。またこの場合、弾性材７０、７２の剛性はほとんど考慮しなくてよくなる。
【００３７】
図６は他の実施の形態を示す。本実施の形態では、図３の構造と図５の構造とを合わせもった構造とした。
すなわち、内側部材６４と外側部材６５の上部の対向部位間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第３の弾性材８２を設け、内側部材６４と外側部材６５の上下方向中途部の対向部位間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第４の弾性材８３を設け、内側部材６４と外側部材６５の下部の対向部位間を閉塞かつ連結する、弾性材料により所定幅のリング状に形成された第５の弾性材８４を設けるのである。そして、内側部材の外壁面と外側部材の内壁面との間に、第３の弾性材８２および第４の弾性材８３により閉塞された第２の密閉空間８５を形成し、内側部材６４の外壁面と外側部材６５の内壁面との間に、第４の弾性材８３および第５の弾性材８４により閉塞された第３の密閉空間８６を形成する。また、第２の密閉空間８５内に加圧流体を供給する流体供給部８７を設け、第３の密閉空間８６内に加圧流体を供給する流体供給部８８を設けるのである。この両流体供給部８７、８８も前記第１の実施の形態におけるロータリージョイントと接続して構成するようにするとよく、この両流体供給部８７、８８には独立して加圧流体を給排できるようにする。
なお、他の構成は上記第１の実施の形態と同じである。
【００３８】
本実施の形態では、ワークの研磨時に、上下動装置５８により上定盤５０を下定盤３２に対向する位置まで下降し、ＤＤモータ６２により、内側部材６４、第３、第４および第５の弾性材８２、８３、８４、外側部材６５、連結部材６６を介して上定盤５０を水平面内で回転駆動し、スラリー供給部（図示せず）よりスラリーを上定盤５０上に供給し、流体供給部から第２の密閉空間８５内および／または第３の密閉空間８６内に流体を給排することによって、第２の密閉空間８５内および／または第３の密閉空間８６内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力と下方への押圧力との差圧により、上定盤（正確には上定盤５０、外側部材６５、連結部材６６）５０のワークへの押圧力を加減してワークの研磨を行うことができる。
【００３９】
この場合、第２の密閉空間８５内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるように、他方、第３の密閉空間８６内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるように、各受圧面積を設定することによって、上定盤５０により、自重よりも小さな押圧力から自重よりも大きな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧して研磨することができる。
【００４０】
あるいは、第２の密閉空間８５内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも小さくなるように、他方、第３の密閉空間８６内に生じる、外側部材６５に対する上方への押圧力の方が下方への押圧力よりも大きくなるように、各受圧面積を設定することによって、上定盤５０により、自重よりも大きな押圧力から自重よりも小さな押圧力までの間の押圧力に亘ってワークを押圧して研磨することができるようになる。
上記各場合に、第２の密閉空間８５、第３の密閉空間８６内の各加圧流体の圧力を同時に変化させることによって、ワークへの押圧力をよりきめ細かに制御することができる。
【００４１】
上記各実施例においては、内側部材６４をＤＤモータ６２に固定して回転するようにし、この回転力を外側部材６５側に伝達するようにしたが、外側部材６５をＤＤモータ６２に固定して回転するようにし（図示せず）、内側部材６４を上定盤５０に連結部材（図示せず）により連結し、外側部材６５の回転力を内側部材６４に、弾性材あるいは伝達ピンを介して伝達し、さらに内側部材６４から連結部材を介して上定盤５０に伝達するようにしてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、上下動装置５８をシリンダ装置によって構成したが、モータとボールネジ等によって構成してもよく、特に限定されない。
場合によっては、上定盤５０側を上下動させるのでなく、下定盤３２側を上下動させるように構成してもよい。
【００４３】
上記実施の形態では研磨装置として、ワークの両面研磨装置（ラッピング装置）を例として説明したが、上記構成を両面ポリッシング装置（上下定盤の研磨面に研磨布を貼付したもの）にも適用できることはもちろんである。さらに片面ポリッシング装置にも適用する場合、上定盤は回転する押圧プレートとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】研磨装置の全体の概要図である。
【図２】図１における下定盤等の駆動機構を示す説明図である。
【図３】図１における上定盤の支持機構の説明図である。
【図４】第１の密閉空間内の加圧流体の圧力と上定盤の荷重との関係を示すグラフである。
【図５】上定盤の加圧機構の他の実施の形態を示す説明図である。
【図６】上定盤の加圧機構のさらに他の実施の形態を示す説明図である。
【図７】従来のラッピング装置の説明図である。
【符号の説明】
【００４５】
２５  キャリア
２６  ワーク
３０  研磨装置
３２  下定盤
３４  太陽ギヤ
３６  インターナルギヤ
３８、４２、４６  ＤＤモータ
５０  上定盤
５１  上定盤支持機構
５２  上下動盤
５４  基台
５８  上下動装置
６２  ＤＤモータ
６３  回転プレート
６４  内側部材
６５  外側部材
６６  連結部材
７０  第１の弾性材
７２  第２の弾性材
７３  第１の密閉空間
８２  第３の弾性材
８３  第４の弾性材
８４  第５の弾性材
８５  第２の密閉空間
８６  第３の密閉空間                                                               
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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