(57)【要約】【課題】ピン歯車式のサンギア及びインターナルギアを備えた研磨装置において、ピンに装着されたカラーの抜け出しを防止するための機構を、構成が簡単で歯部の保守管理が容易であると共に、必要数のカラーを簡単かつ効率良く交換できるように構成する。【解決手段】サンギア及びインターナルギアの歯を形成するピン２０に、下端部にフランジ２１ａを有するカラー２１を装着し、該カラー２１のピン２０からの抜け出し防止するカラー押さえ２６を、円環状をなすピン列の内周側又は外周側の何れか一方に、複数のピン２０に沿って延在すると共に、上記フランジ２１ａの一部に上方から係止することによって複数のカラー２１の抜け出しを同時に防止可能なるように配設し、ギア本体３Ａに螺子２７で着脱自在に取り付ける。【選択図】図３
2008012623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャリアに噛合して該キャリアを回転させるピン歯車形式のサンギア及びインターナルギアと、上記キャリアに保持されたワークを両側から挟んで研磨する上下の定盤とを備えた平面研磨装置において、
上記サンギア及びインターナルギアが、円形のギア本体と、このギア本体上に一定ピッチで円環状に取り付けられた複数のピンと、各ピンに嵌合する円筒状のカラーと、このカラーに係止して該カラーがピンから抜け出すのを防止するカラー押さえとを有し、
上記両ギアのうち少なくとも一方においては、上記カラーが、上記キャリアとの噛合位置より下方の外周部分に係止用のフランジを有し、また、上記カラー押さえが、円環をなすピン列の内周側又は外周側の何れか一方に、複数のピンに沿って延在すると共に、上記カラーのフランジの一部に上方から係止することによって複数のカラーの抜け出しを同時に防止可能なるように配設され、上記ギア本体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする平面研磨装置。
【請求項２】
上記カラー押さえがリング状をしていることを特徴とする請求項１に記載の平面研磨装置。
【請求項３】
複数のカラー押さえが上記ピン列に沿ってリング状に配設されていることを特徴とする請求項１に記載の平面研磨装置。
【請求項４】
上記カラー押さえが円弧状をしていることを特徴とする請求項３に記載の平面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハなどの平板状をしたワークの表面を研磨する平面研磨装置に関するものであり、更に詳しくは、ピン歯車形式のサンギアとインターナルギアとを有し、これら両ギアに噛合して回転するキャリアに保持されたワークの両面を上下の定盤で研磨する平面研磨装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハやガラスウエハあるいはセラミックスウエハのような平板状をしたワークの表面を研磨する平面研磨装置として、ピン歯車形式のサンギアとインターナルギアとを有し、これら両ギアに噛合して回転するキャリアに保持されたワークの両面を上下の定盤で研磨するようにしたものは、例えば特許文献１〜３に示すように、従来から各種構成のものが提案されている。
【０００３】
この種の研磨装置における上記サンギア及びインターナルギアは、一般に、それらの歯が、一定のピッチで円環状に配設された複数のピンによって形成されており、各ピンにはそれぞれ円筒状のカラーが嵌着され、このカラーを介してキャリアと噛合するようになっている。また、上記カラーがピンから抜け出すのを防止するため、様々な工夫が施されている。
【０００４】
上記特許文献１に記載されたものにおいては、ピンの上端に螺子などからなるカラー押さえを取り付け、このカラー押さえにカラーを係止させてその抜け出しを防止するようにしている。しかし、このように各ピンに個別にカラー押さえを取り付ける方式では、カラーの交換を行う場合に、カラーの数だけカラー押さえの着脱作業を行わなければならず、手数と時間とがかかって作業効率が悪い。
【０００５】
一方、特許文献２及び３においては、リング状あるいは円弧状をしたカラー押さえを使用し、このカラー押さえで複数のカラーの抜け出しを同時に防止するようにしており、カラーの交換に伴う上述した問題点は解消されている。
しかし、特許文献２の場合は、リング状をしたカラー押さえをピン列の外周を取り囲むように配設し、このカラー押さえから内側に張り出したフランジを各カラーの頂部に上から係止させるようにしているため、該カラー押さえをピンよりも高さの高い大形の部材として形成しなければならず、その製造や着脱時の取り扱いが面倒である。しかも、このカラー押さえによってピン列が殆ど覆い隠されてしまうため、研磨終了後にピン列の部分を清掃する場合や、各ピンやカラーの破損状態等を点検するような場合に、それらの作業を行いにくい。
【０００６】
また、特許文献３の場合は、リング状又は円弧状をしたカラー押さえ（ホルダー）に複数個のカラーを保持させ、これら複数個のカラーをホルダーごと交換するようにしているため、ホルダーに保持された全てのカラーを同時に交換する場合には便利であるが、一部のカラーが破損してそれだけを交換すれば良い場合でも、同じホルダーに保持された無傷のカラーまでも一緒に交換しなければならず、無駄が多い。
【０００７】
【特許文献１】実開平２−１３０７４８号公報
【特許文献２】特開平９−１７４４３３号公報
【特許文献３】特開２００６−４３８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明の目的は、ピン歯車式のサンギア及びインターナルギアを備えた平面研磨装置において、ピンに装着されたカラーの抜け出しを防止するための機構を、構成が簡単で歯部の保守管理が容易であると共に、必要数のカラーを簡単かつ効率良く交換できるように構成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の平面研磨装置は、ピン歯車形式のサンギア及びインターナルギアが、円形のギア本体と、このギア本体上に一定ピッチで円環状に取り付けられた複数のピンと、各ピンに嵌合する円筒状のカラーと、このカラーに係止して該カラーがピンから抜け出すのを防止するカラー押さえとを有し、上記両ギアのうち少なくとも一方においては、上記カラーが、上記キャリアとの噛合位置より下方の外周部分に係止用のフランジを有し、また、上記カラー押さえが、円環をなすピン列の内周側又は外周側の何れか一方に、複数のピンに沿って延在すると共に、上記カラーのフランジの一部に上方から係止することによって複数のカラーの抜け出しを同時に防止可能なるように配設され、上記ギア本体に着脱自在に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明においては、上記カラー押さえがリング状をしていても良く、あるいは、複数のカラー押さえが上記ピン列に沿ってリング状に配設されていても良い。後者の場合には、各カラー押さえが円弧状をしていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、カラー押さえが、ピン列の内周側又は外周側の何れか一方に複数のピンに沿うように延在し、各カラーの低位置に形成されたフランジの一部に係止することによって複数のカラーの抜け出しを同時に防止するように構成されているため、従来の研磨装置に比べ、抜け出し防止のための構成が簡単で、カラー押さえの簡略化も可能である。しかも、ピン列がカラー押さえで覆い隠されないため、研磨終了後にピン列の部分を清掃する場合や、各ピンやカラーの破損状態等を点検するような場合に、それらの作業を行い易い。また、上記カラー押さえを取り外すことにより、このカラー押さえに係止するカラーのうちの必要なカラーのみを交換することができるため、交換作業も容易で効率的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１及び図２は、本発明に係る平面研磨装置の要部を概略的に示すものである。この研磨装置は、半導体ウエハや、フォトマスク等に用いられるガラスウエハあるいはセラミックスウエハといったような、薄板状をしたワークの表裏両面を研磨するためのもので、軸線Ｌ１を中心にして同心状に位置する円環形の上下の定盤１，２と、下定盤２の中央に位置するサンギア３と、この下定盤２の外周を取り囲むように位置するインターナルギア４とを有していて、上記両定盤１，２と両ギア３，４とが、それぞれ駆動軸１０，１１，１２，１３を介して図示しないモーターに連結され、必要な方向に必要な速度で個別に回転駆動されるようになっている。なお、サンギア３又はインターナルギア４は固定であっても良い。
【００１３】
上記上定盤１は、定盤受け１４及び定盤吊り１５を介して昇降用シリンダのロッド１６に取り付けられ、この昇降用シリンダで昇降自在となっており、ワークＷの研磨時に該上定盤１が下降すると、上記定盤受け１４に取り付けられたフック１４ａが駆動軸１０の上端のドライバ１０ａに係合し、このドライバ１０ａを介して回転駆動されるようになっている。しかし、上定盤１を支持及び昇降させる機構はこのようなものに限定されない。
【００１４】
また、上記サンギア３及びインターナルギア４は、それぞれピン歯車としての形態を有するもので、円形のギア本体３Ａ，４Ａに、歯を形成する多数のピン２０が、一定のピッチで鉛直に取り付けられ、これらのピン２０によって円環状のピン列２０Ａが形成されている。これらのサンギア３及びインターナルギア４における歯の構成については、後で詳述するものとする。
【００１５】
上記平面研磨装置でワークＷを研磨する時には、外周に歯５ａを備えた複数のキャリア５が上記下定盤２上に円周方向にほぼ等間隔で配置され、該キャリア５と上記両ギア３，４とが互いに噛合せしめられる。そして、各キャリア５のワーク保持孔５ｂ内に板状の上記ワークＷを嵌合、保持させ、上記サンギア３を回転させるか又はサンギア３とインターナルギア４の両方を回転させることにより、上記各キャリア５を自転させると共にサンギア３の回りを公転させながら、上下両定盤１，２の間に研磨液を供給し、回転するこれらの定盤１，２の作業面１ａ，２ａによって上記ワークＷの表裏面を研磨する。
【００１６】
ここで、上記サンギア３及びインターナルギア４における歯の具体的構成について説明する。
先ず、サンギア３について説明すると、このサンギア３は、図３からも分かるように、円形をした上記ギア本体３Ａを有していて、このギア本体３Ａの外周部上面の外周端寄りの位置に、その全周にわたって凹段部２３が形成され、この凹段部２３の位置に、円柱状をした上記複数のピン２０が、全体として円環状のピン列２０Ａを構成するように一定ピッチで取り付けられている。このピン２０は、上記凹段部２３に形成した取付孔２４の内部に基端部が挿入されてギア本体３Ａに固定されており、該ピン２０の上端部は、下定盤２の作業面２ａよりも上方の位置まで延びている。
【００１７】
上記各ピン２０には、円筒状をしたカラー２１が、該ピン２０との間に介在する若干のギャップによって回転自在かつ着脱自在に嵌着され、このカラー２１を介して該ピン２０が上記キャリア５と噛合するようになっている。上記カラー２１は、上記キャリア５が噛合する位置よりも下方における外周部分に、側方に張り出す係止用のフランジ２１ａを有している。図示の実施例では、カラー２１の下端部にフランジ２１ａが形成されているが、下端部よりも上方の位置に形成されていても良い。また、該カラー２１は、上下両端部が開放していて、下端部が上記ギア本体３Ａの凹段部２３の上面に当接し、上端部が上記ピン２０の上端部より僅かに高い位置を占めているが、該カラー２１の上端部は、ピン２０の上端部と同じ高さにあっても、それより若干低い位置にあっても構わない。なお、上記フランジ２１ａは、カラー２１とは別の部材によって構成することもできる。
【００１８】
上記ギア本体３Ａの上面３ａには、上記カラー２１がピン２０から抜け出すのを防止するためのカラー押さえ２６が、複数の固定具２７で着脱自在に取り付けられている。このカラー押さえ２６は、リング形をした一つの平板状部材からなる一体型のもので、円環状をなす上記ピン列２０Ａの内周側の位置に、該ピン列２０Ａ中の全てのピン２０に沿うように配設され、該カラー押さえ２６の外周の係止縁２６ａが各カラー２１の下端のフランジ２１ａの一部に上方から係止するようになっており、このようなカラー押さえ２６の配置により、該カラー押さえ２６で全てのカラー２１のピン２０からの抜け出しが同時に防止されている。この場合、上記係止縁２６ａは、各カラー２１のフランジ２１ａの上部に僅かなギャップを介して位置しているため、該カラー２１のキャリア５との噛合に伴う自由回転が阻害されることはない。
上記カラー押さえ２６は、研磨液に対して耐腐食性のある材質によって形成することができる。
【００１９】
上記構成を有するサンギア３において、カラー２１の交換を行う場合には、上記カラー押さえ２６をギア本体３Ａから取り外す。これにより、全てのカラー２１がピン２０から取り外し可能な状態となるため、破損した一部のカラー２１だけを選択的に交換する場合には、そのカラー２１をピン２０から取り外して新しいものを装着し、また、全てのカラー２１を交換する場合には、全てのカラー２１をピン２０から取り外して新しいものを装着し、そのあと再び上記カラー押さえ２６をギア本体３Ａに取り付ければ良い。
【００２０】
次に、上記インターナルギア４における歯の具体的構成について説明する。このインターナルギア４は、図２及び図４に示すように、円形（円環形）をした上記ギア本体４Ａを有していて、このギア本体４Ａの上面の内周側の位置に、その全周にわたって凹段部３０が形成され、この凹段部３０上に、円柱状をした複数の上記ピン２０が、全体として円環状のピン列２０Ａを構成するように一定ピッチで取り付けられ、各ピン２０にカラー２１が装着されている。しかし、これらのピン２０及びカラー２１に関する構成とその好ましい変形例とについては、上記サンギア３の場合と実質的に同じであるため、サンギア３に付した符号と同じ符号を付してそれらの具体的説明は省略するものとする。
【００２１】
上記ギア本体４Ａの上面４ａには、上記カラー２１がピン２０から抜け出すのを防止するためのカラー押さえ３２が取り付けられている。このカラー押さえ３２は、円弧状をした平板状の部材からなるもので、複数のカラー押さえ３２が、円環状をなす上記ピン列２０Ａの外周側の位置に、該ピン列２０Ａに沿って全体としてリング状をなすように配設され、それぞれのカラー押さえ３２が複数の固定具３３でギア本体４Ａの上面４ａに着脱自在に取り付けられている。
【００２２】
上記カラー押さえ３２は、複数のピン２０に跨る長さを有していて、内周側の係止縁３２ａが各ピン２０に形成されたフランジ２１ａの一部に上方から係止するように配設されており、これによって複数のカラー２１の抜け出しを同時に防止している。そして、上記複数個全てのカラー押さえ３２により、上記ピン列２０Ａ中の全てのピン２０におけるカラー２１の抜け出しが防止されている。
【００２３】
図示した例では、リングを８分割したような形の８つのカラー押さえ３２が設けられていて、それらの周方向長さは互いに同じあるが、各カラー押さえ３２の長さは必ずしも等しい必要はなく、互いに異なっていても良い。また、カラー押さえ３２の数は、８つに限るものではなく、２つ以上の複数であれば幾つであっても構わない。しかし、各カラー押さえ３２の長さは何れも複数のピン２０に跨る長さでなければならない。
【００２４】
上記構成を有するインターナルギア４において、カラー２１の交換を行う場合には、交換が必要なカラー２１に係止するカラー押さえ３２をギア本体４Ａから取り外す。即ち、破損した一部のカラー２１だけを選択的に交換する場合には、そのカラー２１に係止するカラー押さえ３２だけを取り外して該カラー２１の交換を行い、全てのカラー２１を交換する場合には、上記全てのカラー押さえ３２を取り外してカラー２１の交換を行うようにする。
【００２５】
また、上記サンギア３及びインターナルギア４において、上記カラー押さえ２６及び３２は平板状をしていて、ピン２０の高よりも厚さが薄い比較的小形の部材であり、それらがピン２０の下端部寄りの低い位置に取り付けられるため、それらを取り付けた状態においても、各ピン２０（カラー２１）は殆ど覆い隠されることなく外部に露出した状態となる。このため、研磨終了後にピン列２０Ａの部分をシャワーで洗浄する場合や、各ピン２０やカラー２１の破損状態等を点検するような場合に、それらの作業を行い易い。
しかし、上記カラー押さえ２６，３２は、完全な平板である必要はなく、表面に多少の段差等があっても良い。
【００２６】
なお、上記実施形態においては、サンギア３のカラー押さえ２６がリング状をした一体型のものとして形成され、インターナルギア４のカラー押さえ３２が円弧状をした分割型のものとして形成されているが、その逆に、サンギア３のカラー押さえ２６を分割型のものとし、インターナルギア４のカラー押さえ３２を一体型のものとして良い。あるいは、サンギア３及びインターナルギア４の両方のカラー押さえ２６及び３２を、何れも一体型のものにすることも分割型のものにすることも可能である。
【００２７】
また、研磨装置の規模等によっては、上記サンギア３又はインターナルギア４の何れか一方だけに上述したようなフランジ２１ａ付きのカラー２１とカラー押さえ２６又は３２とを使用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る平面研磨装置の要部を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の平面研磨装置の上定盤を取り除いた状態の平面図である。
【図３】図１におけるサンギアの部分の要部拡大図である。
【図４】図１におけるインターナルギアの部分の要部拡大図である。
【符号の説明】
【００２９】
１      上定盤
２      下定盤
３      サンギア
４      インターナルギア
５      キャリア
２０      ピン
２０Ａ      ピン列
２１      カラー
２１ａ      フランジ
２６，３２      カラー押さえ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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