(57)【要約】【課題】本発明は、上定盤の揺動性（不安定性）を向上させ、荷重の微細な調整を可能とした両面研磨装置を提供することにある。【解決手段】この発明は、上定盤、下定盤及び上定盤の昇降機構を具備し、上定盤と下定盤の間でワークが挿着されたキャリヤを自転及び公転させて前記ワークを研磨する両面研磨装置において、前記昇降機構は、前記上定盤の荷重調整機構を有し、該荷重調整機構は、前記上定盤の径方向中心円の外側位置で、前記上定盤を吊支し、その中央部分に軸方向に延出する支持部が形成された上定盤支持プレートと、前記上定盤支持プレートの支持部の下端部分に接する曲面を有するプレート支持部と、該プレート支持部、前記上定盤及び前記上定盤支持プレートの荷重とバランスをとるために、前記支持部に形成の貫通孔を貫通して、少なくとも一つのローラを介して前記プレート支持部とワイヤで連結される可変可能なバランス荷重部とによって少なくとも構成されることにある。【選択図】  図１
2008183645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上定盤、下定盤及び上定盤の昇降機構を具備し、上定盤と下定盤の間でワークが挿着されたキャリヤを自転及び公転させて前記ワークを研磨する両面研磨装置において、
前記昇降機構は、前記上定盤の荷重調整機構を有し、
該荷重調整機構は、前記上定盤の径方向中心円の外側位置で、前記上定盤を吊支し、その中央部分に軸方向に延出する支持部が形成された上定盤支持プレートと、前記上定盤支持プレートの支持部の下端部分に接する曲面を有するプレート支持部と、該プレート支持部、前記上定盤及び前記上定盤支持プレートの荷重とバランスをとるために、前記支持部に形成の貫通孔を貫通して、少なくとも一つのローラを介して前記プレート支持部とワイヤで連結される可変可能なバランス荷重部とによって少なくとも構成されることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項２】
前記貫通孔は、前記プレート支持部の曲面と接する側の開口部の径が、反対側開口部の径よりも小さいテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１記載の両面研磨装置。
【請求項３】
前記プレート支持部の曲面と接する側の開口部の周縁には、前記プレート支持部と接するボールベアリングが設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の両面研磨装置。
【請求項４】
前記プレート支持部の曲面と前記上定盤支持プレートの支持部の下端部分との接点は、前記上定盤の研磨面と略同一平面上に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の両面研磨装置。
【請求項５】
前記上定盤の移動距離を測定する測定部は、前記バランス荷重部側に配されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の両面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上定盤、下定盤及び上定盤の昇降機構を具備し、上定盤と下定盤の間でキャリヤを自転及び公転させ、キャリヤ内の被研磨材料（ワーク）を研磨する両面研磨装置において、前記ワークに適当な荷重を均等にかけることができるように上定盤のバランスを調整することができる両面研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ウェハの研磨の間、定盤の重量が変化した場合であっても、常に安定した荷重状態でウェハの研磨を行う研磨装置を提供する。この研磨装置には、上定盤と下定盤から構成された一対の定盤と、上定盤を昇降させる昇降機構とが設けられている。この昇降機構は、上定盤を支える支持部と、上定盤を昇降させるモータと、モータの昇降機能を制御するためのストッパー部と、ウェハの研磨の間、経時的に変化する上定盤の重量に基づき上定盤側の荷重を加減する逆厚制御機構とから構成される。逆厚制御機構では、測定部による上定盤の重量の測定値に基づいて、ウェハの研磨の間の上定盤側の荷重が算出され、この荷重の変動があった場合にその過不足分の荷重が上定盤側の荷重に加減されるようになっている。
【０００３】
特許文献２は、上定盤からのワークへの押圧力をリニアに精密に制御可能し、特に薄物のワークの研磨を好適に行うために、流体供給部から第１の密閉空間に流体が給排されることによって第１の密閉空間に生じる外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、上定盤のワークへの押圧力が加減される研磨装置を開示する。
【０００４】
特許文献３は、平行平面研磨盤の上定盤の撓みを効果的に構成できるようにして、薄板材を高精度な平行平面に研磨できるようにするために、上丁盤を昇降させるシャフトに、吊り板の中央部を揺動可能に支持し、その吊り板と上定盤とを複数本の支柱によって一体的に連結すると共に、上定盤の外周縁部に沿って所定の間隔で突設した複数の回転軸にそれぞれ軸支した第１プーリと、吊り板の外側面付近に所定の間隔で突設した複数の回転軸にそれぞれ軸支した第２のプーリとの間にエンドレスのワイヤを交互に張架し、そのワイヤの張力を調整することによって上定盤の撓みを矯正して、下定盤に対して平行平面を維持するようにしたことを開示する。
【０００５】
特許文献４は、本出願人によるもので、上定盤の変動を抑制し、上定盤の撓みを抑制して、ワークへの荷重を均等にかける両面研磨装置を開示する。また、この装置において、上定盤を吊支する上定盤支持プレートが、前記昇降機構の上下可能な支持ロッドの端部に揺動自在に設けられる連結機構の上部に接続され、前記連結機構の揺動支点が、前記上定盤の研磨面と略同一平面上に位置することが開示される。
【特許文献１】特開２００６−３５３５５号公報
【特許文献２】特開２００６−５１５７５号公報
【特許文献３】特開２００６−１５０５０７号公報
【特許文献４】特開２００６−２１２７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１及び２から明らかなように、ワークの両面を精密に研磨するためには、上定盤によるワークへの荷重を調整する必要があり、また特許文献３及び４から明らかなように、上定盤のたわみによって発生するワークへの不均一な荷重を防止することが要求される。
【０００７】
しかしながら、従来の両面研磨装置では、それを解消するための構造が複雑であり、また微妙な調整を可能とする構造を有していないという問題点があった。
【０００８】
このため、本発明は、本出願人による特許文献４に開示された発明の簡略化した構成を有すると共に、上定盤の揺動性（不安定性）を向上させ、荷重の微細な調整を可能とした両面研磨装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、この発明は、上定盤、下定盤及び上定盤の昇降機構を具備し、上定盤と下定盤の間でワークが挿着されたキャリヤを自転及び公転させて前記ワークを研磨する両面研磨装置において、前記昇降機構は、前記上定盤の荷重調整機構を有し、該荷重調整機構は、前記上定盤の径方向中心円の外側位置で、前記上定盤を吊支し、その中央部分に軸方向に延出する支持部が形成された上定盤支持プレートと、前記上定盤支持プレートの支持部の下端部分に接する曲面を有するプレート支持部と、該プレート支持部、前記上定盤及び前記上定盤支持プレートの荷重とバランスをとるために、前記支持部に形成の貫通孔を貫通して、少なくとも一つのローラを介して前記プレート支持部とワイヤで連結される可変可能なバランス荷重部とによって少なくとも構成されることにある。
【００１０】
また、前記貫通孔は、前記プレート支持部の曲面と接する側の開口部の径が、反対側開口部の径よりも小さいテーパ状に形成されることが望ましい。
【００１１】
さらに、前記プレート支持部の曲面と接する側の開口部の周縁には、前記プレート支持部と接するボールベアリングが設けられることが望ましい。
【００１２】
さらにまた、前記プレート支持部の曲面と前記上定盤支持プレートの支持部の下端部分との接点は、前記上定盤の研磨面と略同一平面上に位置することが望ましい。
【００１３】
また、前記上定盤の移動距離を測定する測定部は、前記バランス荷重部側に配されることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
以上の構成により、本願発明によれば、上定盤支持プレート及び上定盤を、プレート支持部の曲面状の略１点で支持することができるので、上定盤を不安定な状態で支持することができるので、ジャイロ機構よりもより簡易な構造で、上定盤の移動・変位・傾斜の自由度を向上させることができる。これによって、上定盤に所定の箇所に重りを乗せたり、荷重をかけることによって、ワークにかかる上定盤の荷重の微妙な調整を行うことが可能となる。さらに、バランス荷重部の重さを変化させることによって、ワークにかかる荷重を容易に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、この発明の実施例について図面により説明する。
【実施例】
【００１６】
図１に示すように、本願発明の実施例に係る両面研磨装置１は、上定盤２、下定盤３及び上定盤２の図示しない昇降機構を具備し、上定盤２と下定盤３の間で図示しないワークが挿着されたキャリヤ４を、サンギア５及びインターナルギア６によって自転及び公転させて前記ワークを研磨するものである。また、この実施例では、下定盤３は回転し、上定盤２は回転しない。尚、ワークとしては、ボールレンズ、ロットレンズ等の精密な球面研磨加工が要求されるものを主体とするが、半導体ウェハ、フォトマスク等のディスク状の精密な両面研磨加工が要求されるものにも適用することができる。
【００１７】
前記昇降機構は、前記上定盤２の荷重調整機構２０を有する。この荷重調整機構２０は、前記上定盤２の径方向中心円の外側位置で、前記上定盤２を吊支する吊支部８及び中央部分に軸方向に延出する支持部９が形成された上定盤支持プレート７と、前記上定盤支持プレート７の支持部９の下端部分に接する曲面１２を有するプレート支持部１１と、このプレート支持部１１、前記上定盤２及び前記上定盤支持プレート７の荷重とバランスをとるために、前記支持部９に形成の貫通孔１０を貫通して、少なくとも一つのローラ１５を介して前記プレート支持部１１とワイヤ１４で連結される可変可能なバランス荷重部１６とによって少なくとも構成される。尚、１３はワイヤ固定部である。
【００１８】
前記貫通孔１０は、図２に示されるように、前記プレート支持部１１の曲面１２と接する側の開口部１０Ａの径ｄが、反対側開口部１０Ｂの径よりも小さいテーパ状に形成される。これによって、開口部１０Ａの径ｄが小さく形成され、さらに曲面１２の径Ｒよりもかなり小さく形成される（ｄ≪Ｒ）ので、プレート支持部１１の曲面１２と接する部分での揺動支持が円滑に実行される。また、反対側開口部１０Ｂの径が大きくなるテーパ状としたことによって、上定盤２の揺動を許容することが可能となる。
【００１９】
さらに、前記プレート支持部１１の曲面１２と接する側の開口部１０Ａの周縁には、前記プレート支持部１１と接するボールベアリング１８を設けるようにしても良いものである。これによって、さらに上定盤２の揺動性（不安定性）を向上させることが可能となるものである。
【００２０】
さらにまた、前記プレート支持部１１の曲面１２と前記上定盤支持プレート７の支持部９の下端部分との接触部分（接点）は、前記上定盤２の研磨面と略同一平面上に位置するものである。
【００２１】
また、前記上定盤２の昇降の移動距離を測定する測定部１７は、前記バランス荷重部１６側に配される。これは、上定盤２からの振動をワイヤ１４によって吸収できるので、上定盤２から最も遠いところに配するのが最も振動の影響を受けないからである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本願発明の実施例に係る両面研磨装置の一例を示した概略構成図である。
【図２】本願発明の実施例に係る両面研磨装置の一部拡大図である。
【符号の説明】
【００２３】
１  両面研磨装置
２  上定盤
３  下定盤
４  キャリヤ
５  サンギア
６  インターナルギア
７  上定盤支持プレート
８  吊支部
９  支持部
１０  貫通孔
１１  プレート支持部
１２  曲面
１３  ワイヤ固定部
１４  ワイヤ
１５  ローラ
１６  バランス荷重部
１７  測定部
１８  ボールベアリング
２０  荷重調整機構
【図１】
2008183645.tif 000003
【図２】
2008183645.tif 000004