(57)【要約】【課題】ワークホルダの緩衝部は、熱可塑性樹脂などで構成されているため、冷却時に大きく収縮する。するとワークホルダ本体と緩衝部との間に隙間が生じ、緩衝部が簡単に外れてしまうことがある、という課題がある。【解決手段】上記課題解決のため、本発明は、自身を形成するために流し込まれた樹脂が熱収縮する際の熱収縮方向のうち主たる熱収縮方向と略平行な壁により挟まれ、かつ、その平行な壁が配置されるワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度で傾いている凹嵌部に嵌合する舌片を複数有する緩衝部と、前記凹嵌部を有するワークホルダ本体と、からなるワークホルダを提供する。緩衝部がこのような舌片を有しワークホルダ本体の凹嵌部に嵌め込まれることで、緩衝部の熱収縮による前記隙間の生成を抑え外れ難くすることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身を形成するために流し込まれた樹脂が熱収縮する際の熱収縮方向のうち主たる熱収縮方向と略平行な壁により挟まれ、かつ、その平行な壁が配置されるワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度で傾いている凹嵌部に嵌合する舌片を複数有する緩衝部と、
前記凹嵌部を有するワークホルダ本体と、
からなるワークホルダ。
【請求項２】
前記樹脂の熱収縮の結果、前記凹嵌部と前記舌片との間にできた隙間以外の嵌合接点が複数あり、かつ、複数の嵌合接点が一直線上に並ばない形状に前記舌片と前記凹嵌部を形成した請求項１に記載のワークホルダ。
【請求項３】
前記舌片は略Ｖ字状である請求項１又は２に記載のワークホルダ。
【請求項４】
前記舌片間に略かまぼこ断面形状の副舌片をさらに有する請求項１から３のいずれか一に記載のワークホルダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークホルダ本体とワークとの間に生じる応力などを吸収するための緩衝部を、ワークホルダ本体に強固に固定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、例えばウエハなどのワークの研磨加工処理や鏡面加工処理を行う工程においては、ワークを固定把持するためのワークホルダが用いられている。
【０００３】
しかし、ワークホルダとワークが直接接する構成であると、上記研磨加工処理や鏡面加工処理時の回転運動やその運動の振動などによって剛性のあるワークホルダと、脆性薄板であるワークとの間に高い応力などが生じてしまう。そしてワークに微小クラックが生じたり、あるいは破損したりする。またその破片がワーク自身や研磨、鏡面化用の定盤を傷つけたりする、という問題が発生してしまう。
【０００４】
そこで、従来、弾性を有するエラストマーなどを材料とする緩衝部を、ワークとワークホルダとの接触部に配置することで、前記応力による破損等を回避する技術が提供されている。
【０００５】
また特許文献１では、このような緩衝部をワークホルダへ固定するための方法として、ワークホルダ本体と緩衝部との接合部を歯車形状とし、固定時の噛み合わせで緩衝部を外れにくくする技術を開示している。
【特許文献１】特許第３４８２１３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで緩衝部は、上記エラストマーのように熱可塑性樹脂などで構成されている。そのため、ワークホルダ製造工程時の緩衝部の成形、接着時の熱を冷ます際に緩衝部に生じる収縮は、剛性の高い金属やエポキシ樹脂などで構成されているワークホルダ本体と比較して大きな収縮となる。するとワークホルダ本体と緩衝部との間に隙間が生じ、緩衝部が簡単に外れてしまうことがある。
【０００７】
図１０は、従来のワークホルダ本体（１００１）と緩衝部（１００２）とを固定する歯車形状の一例を示す平面図である。この図１０（ａ）にあるように、緩衝部（１００２）は熱可塑性樹脂などで成形されているため、冷却の過程でワークホルダの中心に向かって熱収縮が生じている。そのため、この歯形状（１００３）周辺では緩衝部のワークホルダ本体との間に隙間（１０１０ａ、１０１０ｂ、１０１０ｃ）が生じている。
【０００８】
そして、この隙間はワークホルダに収納されるワークによって力を受ける方向（矢印１０２０）に生じている隙間であるため、図１０（ｂ）に示すようにワークの端面から受ける応力などによってその方向へ移動してしまう。あるいは、隙間になっていない引掛り（０１０３０）を軸として回転してしまう。すると、緩衝部がワークホルダ本体から簡単に外れてしまうことになる。
【０００９】
このように従来の技術では、緩衝部の熱収縮によって生じるワークホルダ本体と緩衝部材との隙間が、ワーク端面から受ける応力と正しい（外れ難い）関係に無い位置に生じてしまうことになる。
【００１０】
そして、その結果、比較的簡単に外れた緩衝部の交換や再固定のために時間的ロスが生じワークの製造効率が悪化したり、場合によっては製造エラーで数百万単位の損失が生じてしまったりする、という課題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明は緩衝部とワークホルダの接合部において歯車を構成する舌片（歯車の歯）の形状に関して以下のような特徴を有することで、緩衝部の熱収縮による前記隙間の生成を抑えることができるワークホルダを提供する。
【００１２】
すなわち、本発明のワークホルダは、自身を形成するために流し込まれた樹脂が熱収縮する際の熱収縮方向のうち主たる熱収縮方向と略平行な壁により挟まれ、かつ、その平行な壁が配置されるワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度で傾いている凹嵌部に嵌合する舌片を複数有する緩衝部と、前記凹嵌部を有するワークホルダ本体と、からなるワークホルダである。
【００１３】
緩衝部の舌片が、上記のような形状の凹嵌部に嵌合する形状であることで、樹脂などの熱収縮方向が単純にワークホルダの中心に向かう以外にさまざまな方向に生じることになる。それによって、舌片と壁との間に無駄な隙間の発生を抑え、緩衝部をワークホルダ本体から外れ難くすることができる。
【００１４】
また、本発明は上記構成に加え、前記樹脂の熱収縮の結果、前記凹嵌部と前記舌片との間にできた隙間以外の嵌合接点が複数あり、かつ、複数の嵌合接点が一直線上に並ばない形状に前記舌片と前記凹嵌部を形成したことを特徴とするワークホルダも提供する。
【００１５】
これによって、嵌合接点による舌片の回転軸の生成を防ぐことができるので、所定方向の舌片の回転による緩衝部の外れを抑えることができる。
【００１６】
また、本発明は上記構成に加え、前記舌片が略Ｖ字状であることを特徴とするワークホルダも提供する。
【００１７】
これによって、壁（ワークホルダ本体）と舌片（緩衝部）との間の隙間の発生をさらに抑えることができるので、やはり緩衝部をワークホルダ本体から外れ難くすることができる。
【００１８】
また、本件発明は上記構成に加え、前記舌片間に略かまぼこ断面形状の副舌片をさらに有するワークホルダも提供する。
【００１９】
これによって、舌片間の隙間の発生も抑えることができるので、さらに緩衝部をワークホルダ本体から外れ難くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のような構成をとる本発明によって、樹脂など熱収縮によるワークホルダ本体と緩衝部との間の隙間の発生を抑えることができる。したがって、緩衝部をワークホルダ本体から外れ難くすることができ、製造エラーの発生率を低下させ、ワークの製造効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、図を用いて本発明の実施の形態を説明する。なお、本発明はこれら実施の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施しうる。
【００２２】
なお、実施例１は、主に請求項１、３について説明する。
【００２３】
また、実施例２は、主に請求項２について説明する。
【００２４】
また、実施例３は、主に請求項４について説明する。
【００２５】
≪実施例１≫
【００２６】
<概要>
【００２７】
図１は、本実施例のワークホルダを用いてワークを研磨する研磨装置の一例を表す概略図である。この図にあるように、本実施例のワークホルダ（０１００）は、本体に空いた穴にワーク（０１１０）をセットした状態でこの研磨装置の上下定盤（０１２０ａ、０１２０ｂ）に挟みこまれる。そして、研磨用の砥粒などが流し込まれ、上又は／及び下の定盤が回転運動などをすることで、ワークホルダにセットされたワークの上面や下面が研磨される、という具合である。
【００２８】
そして、その定盤の回転運動などによってワークとワークホルダ本体とが直接ぶつかることを避けるため、ワークホルダの穴周辺には緩衝部が固着されている。そして本実施例のワークホルダでは、その緩衝部とワークホルダ本体とを強く固着するため、緩衝部が舌片を有し、その舌片が以下のよう形状であることを特徴とする。
【００２９】
<構造>
【００３０】
図２は、この舌片の特徴を説明するための、緩衝部の成形工程の一例を示す平面図である。この図にあるように、Ｙ字状の凹嵌部を有するワークホルダ本体（０２０１）のワーク収納領域（穴）に緩衝部を成形するための金型の壁（０２１０）が配置されている。そして図に示す樹脂の充填口（０２１１）から、例えば高温下で流動状態になっているポリアセタルなどの熱可塑性樹脂を所定の圧力で注入する。すると、樹脂はランナー（０２１２）を通ってゲートからワークホルダ本体と金型の壁で囲まれた空間に流れ込む。
【００３１】
そして、型に流し込まれた樹脂は所定時間冷やされることで固まり、図に示すような舌片（０２０３）を備えた緩衝部として成形される。
【００３２】
なお、このときに金型にウェルド溜りを設けることで、気泡生成の原因となる該空間内の空気をウェルド溜りに押出し、さらにそのウェルド溜りにも樹脂を充填して空気を完全に抜くよう構成しても良い。
【００３３】
そして、ワークホルダ本体の凹嵌部の形状に合わせ、緩衝部の周囲には、図に示すような複数の例えば略Ｙ字状の舌片（０２０３）が形成される、という具合である。
【００３４】
以下、この成形時の冷却による樹脂の熱収縮について、上記のように形成された緩衝部の例えば略Ｙ字形状の舌片、およびその舌片が嵌め合わされるワークホルダ本体の凹嵌部を中心に図を用いて説明する。
【００３５】
図３は、上記のような工程によって舌片が形成されるワークホルダ本体の凹嵌部を拡大した平面図である。この図３（ａ）にあるように、ワークホルダ本体（０３０１）の凹嵌部の形状は従来の歯形状とは異なり、さまざまな壁の向きが合成された形状となっている。そのため、図中矢印（０３１０Ａ、０３１０Ｂ、０３１０Ｃ）に示すように、この壁の内部で生じる熱可塑性樹脂の熱収縮方向は、従来のようなウエハホルダの中心以外にも様々な方向に向かって収縮している。
【００３６】
すると、図３（ｂ）に示すように、例えば樹脂が熱収縮方向Ａ（０３１０Ａ）に収縮した箇所では隙間Ａ（０３４０Ａ）が生じ、樹脂が方向Ｂに収縮した箇所では隙間Ｂ（０３４０Ｂ）が生じることになる。
【００３７】
一方で本実施例のワークホルダでは、樹脂が熱収縮方向Ｃ（０３１０Ｃ）に収縮した箇所で隙間Ｃ（３４０Ｃ）を生じているものの、その箇所においては樹脂の収縮する方向と平行な壁の部分（０３３０−１〜０３３０−４）などでは隙間が生じていない。さらに、その隙間が生じていない部分（境界部分）はワークの端面から受ける応力方向と略垂直（４５度以上９０度までの間の角度）になっている。
【００３８】
そして、このような形状の舌片が、図４に示すように舌片Ａ（０４０３Ａ）、舌片Ｂ（０４０３Ｂ）、舌片Ｃ（０４０３Ｃ）、・・・、といった具合に、複数、樹脂に設けられている。そして、ワークホルダ本体に設けられた同形状の複数の凹嵌部に、それぞれ嵌め合わされている。そのためワークホルダ本体に対して樹脂が移動する余地がない。即ちワークホルダ本体から緩衝部が離脱することを極めて少なくすることができる。
【００３９】
なお、上記略Ｙ字形状は舌片（凹嵌部）の形状の一例である。上記樹脂の熱収縮特性から、その舌片の形状は以下のようであれば、ワーク端面の応力との関係性において正しい（外れ難い）隙間を生じさせることになり、したがって上記同様の効果を奏することができる。すなわち、舌片の形状は、自身を形成するために流し込まれた樹脂が熱収縮する際の熱収縮方向のうち主たる熱収縮方向と略平行な壁により挟まれ、かつ、その平行な壁が配置されるワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度で傾いている形状であれば良い。
【００４０】
ここで本実施例における樹脂の熱収縮方向は、特にカーブの部分などではミクロに観察すれば様々な方向となる。しかし、マクロに観察すれば、壁が略平行な位置に配される箇所における樹脂の熱収縮方向の「主たる熱収縮方向」とは壁によってできる溝の方向となる。
【００４１】
また、「略平行の壁」とは以下のような配置の２つの壁をいう。すなわち壁に挟まれている樹脂の主たる熱収縮方向が、その樹脂を狭持している壁の配置方向と同一となる場合に、それを狭持している2つの壁を「略平行の壁」という。つまり熱収縮方向と略平行な壁とは、熱収縮によって壁沿いに隙間ができないような壁となる。
【００４２】
図５は、この略平行の壁に相当する、２つの壁の様々な形状を表す概略平面図である。この図にあるように、略平行の壁としては、例えばそのまま平行である２つの壁（図５（ａ））や、一方又は双方がなだらかな起伏を有し、浅瀬／沖合の海低のような形状の２つの壁（図５（ｂ））などが挙げられる。あるいは、一方又は双方が緩やかな半楕円形状の２つの壁（図５（ｃ））や、一方又は双方が緩やかな所定勾配を有する形状の２つの壁（図５（ｄ））などが挙げられる。
【００４３】
また、図示した形状以外にも、略平行の壁の形状としては、例えば段差の緩やかな階段状の２つの壁など様々であって良い。
【００４４】
また、ワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度で傾いているこのような略平行の壁によって前記成形される舌片や凹嵌部の形状として、上記例で記載したような略Ｙ字形状以外にも、例えば、以下のような形状が挙げられる。
【００４５】
図６は、実施例１のワークホルダの緩衝部に設けられた舌片（凹嵌部）の形状の、様々な別の例を表す図である。この図６（ａ）にあるように、この舌片などの形状として、例えば略Ｖ字形状が挙げられる。この略Ｖ字形状では、熱収縮（０６１０）によっても破線囲み（０６３０）で示すＶ字の又の部分でワークの端面から受ける応力（０６２０）を支える接点ができるので、やはり緩衝部を外れ難くすることができる。
【００４６】
また、図６（ｂ）にあるように、略Ｔ字形状や、図６（ｃ）にあるようにＮ本の指を有する手袋形状なども挙げられる。そして、このような形状でも、図中斜線領域などにおける壁の部分が、上記のように樹脂が熱収縮する際の熱収縮方向のうち主たる熱収縮方向と略平行となっており、かつ、その平行な壁が配置されるワークの端面から受ける応力と４５度以上９０度までの間の角度になっている。そのため、隙間がほとんど生じず、ワークの端面から受ける応力などによってその方向へ移動することがない。
【００４７】
また、本実施例のワークホルダの舌片や凹嵌部は、さらに以下のような構造を備えていても良い。
【００４８】
図７は、実施例１のワークホルダ本体の凹嵌部（０７０１）や緩衝部（０７０２）の舌片の形状の、別の一例を表す図である。この図にあるように、この舌片（０７０３）は略平行の壁（０７０４）で囲まれた樹脂の熱収縮先の幅βが、収縮元の幅αよりも若干狭くなる構造となっている。それによって収縮元での樹脂の密度をさらに高くすることができる。すると、その樹脂密度上昇によるアンカー作用が生じ、さらに緩衝部を外れにくくすることができる、という効果を奏する。
【００４９】
なお、ワークホルダを構成するワークホルダ本体と緩衝部とは、従来同様、様々な材料で実現することができる。例えば「ワークホルダ本体」は、ウエハなどのワークを加工処理に際して固定把持するための本体部分を構成する部材であり、例えば、ステンレス鋼などの金属材料や、ガラスエポキシなどの熱硬化性樹脂材料といった剛性の高い材料で形成されていると良い。
【００５０】
また、「緩衝部」は、ワークとワークホルダ本体間に配置される緩衝機能を有する部材であって、緩衝性能に加え耐磨耗性やワークホルダ本体への接着性の観点から熱可塑性エンジニアリングプラスチック（熱可塑性樹脂材料）を素材とする部材が好適である。具体的には、例えばポリサルホンやポリアセタル、ポリスチレン、ナイロンなどを素材とする部材が挙げられる。
【００５１】
そして本実施例のワークホルダでは、このような形状の舌片を有する緩衝部と、その舌片が嵌合される凹嵌部を有するワークホルダ本体とが嵌合されている、という具合である。
【００５２】
<効果の簡単な説明>
【００５３】
以上のような構成をとる本発明によってワーク端面の応力と隙間との関係性において、樹脂など熱収縮によるワークホルダ本体と緩衝部との間の隙間を正しくい（外れ難くい）位置に発生させることができる。したがって、緩衝部をワークホルダ本体から外れ難くすることができ、製造エラーの発生率を低下させ、ワークの製造効率を上げることができる。
【００５４】
≪実施例２≫
【００５５】
<概要>
【００５６】
本実施例のワークホルダは、上記実施例の構成によって隙間を生じずに舌片と壁とが密着している部分（嵌合接点）を回転軸として、緩衝部が回転して外れてしまうことを防ぐような構造を備えるワークホルダである。
【００５７】
<構造>
【００５８】
図８は、本実施例のワークホルダ本体の凹嵌部と、緩衝部の舌片との嵌め合わせ部分を拡大した平面図である。この図にあるように、本実施例のワークホルダでは、樹脂の熱収縮の結果、前記凹嵌部と前記舌片との間にできた隙間以外の嵌合接点（０８０５）が複数あり、かつ、複数の嵌合接点が一直線上に並ばない形状に前記舌片と前記凹嵌部を形成したことを特徴とする。
【００５９】
<効果の簡単な説明>
【００６０】
このように、凹嵌部と舌片との間の複数の嵌合接点が一直線上に並ばないような構造とすることで、ワーク端面からの応力などでその嵌合接点が回転軸となることがなくなる。したがって、緩衝部が回転して外れることを防ぐことができる。
【００６１】
≪実施例３≫
【００６２】
<概要>
【００６３】
本実施例のワークホルダは、上記ワークホルダを基本として、緩衝部が複数有する特異形状の舌片の間に副舌片を有することを特徴とするワークホルダである。
【００６４】
<構造>
【００６５】
図９は、本実施例のワークホルダの舌片および凹嵌部の嵌め合わせ部分を拡大した平面図である。この図９（ａ）にあるように、本実施例のワークホルダは、前記複数の舌片（０９０３Ａ，０９０３Ｂ、０９０３Ｃ）間に略かまぼこ断面形状の副舌片（０９０６ａ〜ｄ）をさらに有する。
【００６６】
また、図９（ｂ）は、同（ａ）の破線囲み部分を拡大した図である。この図にあるように、略かまぼこ形状の副舌片（０９０６ａ）における嵌合接点は、舌片（０９０３Ａ）などの嵌合接点とは異なる位置（高さ）に存在することになる。つまり舌片で生じる回転軸とはさらに異なる位置の回転軸が副舌片に生じることになるので、実施例２で説明したように緩衝部の回転によるワークホルダ本体からの離脱をさらに防ぐことができる。
【００６７】
<効果の簡単な説明>
【００６８】
このように略かまぼこ形状の副舌片によって、例えば収縮で生じる樹脂密度上昇によるアンカー効果が期待できる。また、実施例２で説明したような緩衝部の回転軸の生成を抑える効果も期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】実施例１のワークホルダを用いてワークを研磨する研磨装置の一例を表す概略図
【図２】実施例１のワークホルダにおける緩衝部の成形工程の一例を示す平面図
【図３】実施例１のワークホルダの緩衝部に設けられた舌片部分を拡大した平面図
【図４】実施例１のワークホルダの緩衝部に設けられた舌片の形状の一例を表す図
【図５】実施例１のワークホルダにおける略平行の壁に相当する、２つの壁の様々な形状を表す概略平面図
【図６】実施例１のワークホルダの緩衝部に設けられた舌片の形状の、様々な別の例を表す図
【図７】実施例１のワークホルダの緩衝部に設けられた舌片の形状の、さらに別の一例を表す図
【図８】実施例２のワークホルダの舌片および凹嵌部の嵌め合わせ部分を拡大した平面図
【図９】実施例３のワークホルダの舌片および凹嵌部の嵌め合わせ部分を拡大した平面図
【図１０】従来のワークホルダ本体と緩衝部とを固定する歯車形状の一例を示す平面図
【符号の説明】
【００７０】
０３００  ワークホルダ
０３０１  ワークホルダ本体
０３０２  緩衝部
０３０３  舌片
０３０４  凹嵌部の壁
【図１】
2008200834.tif 000003
【図２】
2008200834.tif 000004
【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】
2008200834.tif 000009
【図８】
2008200834.tif 000010
【図９】
2008200834.tif 000011
【図１０】
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