(57)【要約】【課題】　上定盤と下定盤との間に配設した複数枚のワークの各々をキャリアの透孔内に保持し、キャリアを小円運動させてワークに研磨を施す際に、各ワークに満遍なく上定盤の荷重を加えることができ、且つキャリアの大型化を防止し得る両面研磨装置を提供する。【解決手段】　少なくとも一方が所定方向に回転する上定盤１０と下定盤１２との間に挟まれたワークＷの両面を研磨する両面研磨装置において、該上定盤１０の重心の周囲に配設され且つ上定盤１０と下定盤１２との間に挟まれた、ワークＷを保持する透孔が形成された複数枚のキャリア２６と、各キャリア２６が自転することなく小円運動又は揺動運動するように、各キャリア２６を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段３０，４０とが設けられ、各キャリア２６が小円運動又は揺動運動する際に、キャリア２６に保持されたワークＷの各重心が、上定盤１０の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、キャリア用駆動手段３０，４０を制御する制御部１が設けられていることを特徴とする。【選択図】　　　　図１
2004106173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一方が所定方向に回転する上定盤と下定盤との間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、
　該上定盤の重心の周囲に配設され且つ前記上定盤と下定盤との間に挟まれた、前記ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアと、
　前記キャリアの各々が自転することなく小円運動又は揺動運動するように、前記キャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段とが設けられ、
　前記キャリアの各々が小円運動又は揺動運動する際に、前記キャリアに保持されたワークの各重心が、前記上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、前記キャリア用駆動手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項２】
上定盤と下定盤との各々が所定方向に回転する両面研磨装置であって、複数枚のキャリアの各々を、前記下定盤の回転中心の周囲を公転する回転駆動手段が設けられている請求項１記載の両面研磨装置。
【請求項３】
回転しない上定盤と所定方向に回転する下定盤との間に挟まれたキャリアに保持されているワークの両面を、前記キャリアを駆動して研磨する両面研磨装置において、
　該上定盤の重心の周囲に配設され且つ前記上定盤と下定盤との間に挟まれた、前記ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアと、
　前記キャリアの各々が自転しない小円運動又は揺動運動するように、前記キャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段と、
　前記複数枚のキャリアの各々を、前記下定盤の回転中心の周囲を公転する回転駆動手段とが設けられ、
　前記キャリアの各々が小円運動又は揺動運動する際に、前記キャリアに保持されたワークの各重心が、前記上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、前記キャリア用駆動手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする両面研磨装置。
【請求項４】
キャリア用駆動手段が、下定盤側に設けられており、前記下定盤の側面から延出されたキャリアの延出部に形成された連結部と、前記キャリア用駆動手段に設けられた連結部材とが連結されている請求項１〜３のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項５】
下定盤が、中央部に中央孔が形成されたドーナツ形状の下定盤であって、キャリア用駆動手段が、前記中央孔の内周面近傍及び前記下定盤の外周面近傍に各々に設けられており、キャリアの前記下定盤の内周面側端縁の近傍及び外周面側端縁の近傍の各々に形成された連結部と、前記キャリア用駆動手段の各々に設けられた連結部材とが連結されている請求項１〜３のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項６】
キャリア用駆動手段には、回転可能であって、キャリアの各々と連結される連結ピンが偏心して設けられた偏心アームを具備する請求項１〜５のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項７】
キャリア用駆動手段には、回転可能であって、キャリアと連結する連結ピンが偏心して設けられた偏心アームと、揺動可能であって、前記連結ピンと連結される個所と異なる個所で前記キャリアと連結される接合ピンが設けられた揺動アームとを具備する請求項１〜５のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項８】
下定盤に配設されたキャリアの各々の小円運動又は遥動運動の位相が、互いに揃っている請求項１〜７のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項９】
下定盤に偶数枚のキャリアが配設されており、前記キャリアの各小円運動の位相が、隣接するキャリアの小円運動の位相と１８０°ずれている請求項１〜７のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【請求項１０】
キャリアには、ワークを保持する透孔が少なくとも１個形成されている請求項１〜９のいずれか一項記載の両面研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は両面研磨装置に関し、更に詳細には上定盤と下定盤との間に配設されたシリコンウェーハ等のワークの両面を研磨する両面研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
　シリコンウェーハ等のワークを研磨する研磨装置としては、例えば図１６に示す両面研磨装置がある。図１６に示す両面研磨装置では、所定方向に回転する下定盤２００と上定盤２０２との間に、インターナルギア２０４と太陽ギア２０６とにより駆動されるキャリア２０８が配設される。このキャリア２０８には、研磨対象のワークを保持する透孔（図示せず）が穿設されており、この透孔に保持されたワークの両面は下定盤２００と上定盤２０２とにより同時に研磨される。
　図１６に示す下定盤２００は、下定盤受け２０９に載置されており、下定盤受け２０９の回転によって回転する。かかる下定盤受け２０９は、基台２１０にベアリング２１２を介して回転可能に載置されており、動力伝動ギア２１６及び筒状シャフト２１７を介して伝達される電動モータ２１４からの回転力によって回転される。
　また、上定盤２０２は、動力伝動ギア２１８及びシャフト２１９を介して電動モータ２２４の回転力によって回転し、インターナルギア２０４は、動力伝動ギア２２０及び筒状シャフト２２１を介して電動モータ２２６の回転力によって回転する。更に、太陽ギア２０６も、動力伝動ギア２２２及び筒状シャフト２２３を介して電動モータ２２８からの回転力によって回転される。
【０００３】
　図１６に示す両面研磨装置は、図１７に示す様に、下定盤２００上に複数枚のキャリア２０８，２０８・・が載置されており、キャリア２０８の各々には、ワークが保持される複数個の透孔２３０，２３０・・が穿設されている。
　更に、キャリア２０８には、その周縁にインターナルギア２０４と太陽ギア２０６とに歯合する歯が形成されている。このため、キャリア２０８は、インターナルギア２０４と太陽ギア２０６とを回転させたとき、両ギアの回転速度差に基づきキャリア２０８は自転しつつ、太陽ギア２０６の周囲を公転する。
　従って、キャリア２０８，２０８・・の各透孔２３０，２３０・・にワークを保持させたキャリア２０８，２０８・・の各々を上定盤２０２と下定盤２００との間に配設し、上定盤２０２、下定盤２００、インターナルギア２０４及び太陽ギア２０６の各々を、所定の回転速度で回転することによって、ワークは、キャリア２０８と共に自転しつつ、太陽ギア２０６の周囲を公転し、その両面は下定盤２００と上定盤２０２とによって同時に研磨される。
【０００４】
　しかし、図１６及び図１７に示す両面研磨装置では、キャリア２０８が自転するため、キャリア２０８の内外に周速差を生じる。更に、キャリア２０８の透孔２３０，２３０・・の各々に保持されたワークも自転するため、個々のワークの内外にも周速差が生じる。
　このため、キャリア２０８の外周縁近傍に形成された透孔２３０に保持されたワークと中心部近傍に形成された透孔２３０に保持されたワークとでは、キャリア２０８の内外の周速差に因る研磨斑が生じ、個々のワークにおいても、ワークの内外の周速差に因る研磨斑が生じる。
　また、キャリア２０８は、その周縁に形成された歯車が、インターナルギア２０４及び太陽ギア２０６の歯車と歯合して回転するため、歯車同士の歯合によって発生したゴミがキャリア２０８に付着して上定盤２０２や下定盤２００の研磨面に引きずり込まれるおそれもある。
【０００５】
　この点、下記特許文献１には、キャリア２０８を公転及び自転させることなくワークを研磨できる両面研磨装置として、図１８に示す両面研磨装置が提案されている。
【特許文献１】特開平１０−２０２５１１号公報（３〜５頁、図１）　図１８に示す両面研磨装置は、回転装置３０４で所定方向に回転されると共に、昇降装置３０６で昇降される上定盤３０２と、回転装置３０８で所定方向に回転される下定盤３１０の間に、一枚のキャリア３００が配設されているものである。このキャリア３００には、ワーク１００を保持する複数個の透孔２３０，２３０・・が形成されている。　このキャリア３００は、その周縁部に穿設された複数個の穿設孔の各々が、キャリアホルダ３１２の段差部３１４に立設された複数本のピン３１６，３１６・・の各々に挿入されることによって、キャリアホルダ３１２に装着される。
【０００６】
　キャリアホルダ３１２は、キャリア円運動機構３２０が設けられている。キャリア円運動機構３２０には、キャリアホルダ３１２の外周面に突出する４個の軸受部３１８，３１８・・の各々に設けられたクランク機構と、このクランク機構の各々を同期して駆動する駆動機構３４０とが設けられている。
　このクランク機構は、軸受部３１８に一端部が装着されていると共に、上定盤３０２及び下定盤３１０の軸線に平行に装着された軸３２２ａと、回転可能に設けられ、軸３２２ａの他端部が回転中心から偏心して装着されている円板状の偏心アーム３２４とから構成されている。
　また、駆動機構３４０は、クランク機構の各々を構成する偏心アーム３２４の回転中心に一端部が装着された軸３２２ｂと、軸３２２ｂの他端部に装着されたスプロケット３４２と、各クランク機構を構成するスプロケット３４２，３４２・・の各々に掛け渡されたタイミングチェーン３４４と、軸３２２ｂ、３２２ｂ・・のうち、１個の軸３２２ｂの端部に装着された歯車３４６と歯合する歯車３５０を駆動するモータ３４８とから構成されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
　図１８に示す両面研磨装置では、キャリア円運動機構３２０のモータ３４８を駆動することによって、所定方向に回転する上定盤３０２と下定盤３１０との間に配設されたキャリアホルダ３１２は、装着されたキャリア３００の面と同一面内で自転しない小円運動を行うことができる。このため、キャリア３００の自転に起因する、キャリア３００の内外の周速差及びキャリア３００の透孔２３０に保持されているワーク１００の内外の周速差を解消できる。
　更に、かかるキャリア３００には、図１６及び図１７に示す両面研磨装置の如く、インターナルギア２０４及び太陽ギア２０６の歯車と歯合する歯車がキャリア３００の周縁に形成されておらず、歯車同士の歯合の際に発生したゴミがキャリア３００に付着して上定盤３０２や下定盤３１０の研磨面に引きずり込まれるというおそれも解消できる。
【０００８】
　しかしながら、図１８に示す両面研磨装置では、キャリア３００は、上定盤３０２及び下定盤３１０の軸線Ｌから偏心（偏心量Ｍ）して自転しない円運動する。かかる円運動の半径は、円板状部材３２４に装着された軸３２２ａと軸３２２ｂとの間隔（偏心量Ｍ）と等しい。
　この様に、キャリア３００が、上定盤３０２及び下定盤３１０の軸線Ｌから偏心（偏心量Ｍ）して自転しない円運動するため、キャリア３００に形成された複数個の透孔２３０の各々に保持されているワーク１００の重心は、その上定盤３０２の重心（回転中心と一致）に対して互いに異なる位置に在る。このため、研磨の際に、キャリア３００に形成された各透孔２３０に保持されたワーク１００に上定盤３０２及び下定盤３１０から偏荷重が加えられたり、研磨中に振動が発生し易くなり、ワークの研磨精度に影響が発生し易いことがわかった。
　また、キャリア３００は、上定盤３０２及び下定盤３１０の各研磨面の全面を覆う広さを必要とするため、大型化し、成形が困難になりつつある。このため、図１８に示す両面研磨装置では、装置の大型化によって研磨処理能力を向上することには、限界が存在する。
　そこで、本発明の課題は、上定盤と下定盤との間に配設された複数枚のワークの各々をキャリアの透孔内に保持し、キャリアを小円運動又は揺動させてワークに研磨を施す際に、各ワークに満遍なく上定盤の荷重を加えることができ、且つキャリアの大型化を防止し得る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】
　本発明者等は、前記課題を解決すべく検討した結果、上定盤と下定盤との間に、ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアを配設することによって、キャリアの大型化を防止できることを知った。
　更に、上定盤と下定盤との間に配設した複数枚のキャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段を設け、各キャリア用駆動手段を制御することによって、各キャリアを自転しない小円運動をさせることができ、キャリアの各々に形成された透孔に保持されているワークに対して満遍なく上定盤の荷重を加えることができることを知り、本発明に到達した。
【００１０】
　すなわち、本発明は、少なくとも一方が所定方向に回転する上定盤と下定盤との間に挟まれたワークの両面を研磨する両面研磨装置において、該上定盤の重心の周囲に配設され且つ前記上定盤と下定盤との間に挟まれた、前記ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアと、前記キャリアの各々が自転することなく小円運動又は揺動運動するように、前記キャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段とが設けられ、前記キャリアの各々が小円運動又は揺動運動する際に、前記キャリアに保持されたワークの各重心が、前記上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、前記キャリア用駆動手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする両面研磨装置にある。
　かかる本発明おいて、上定盤と下定盤との各々が所定方向に回転する両面研磨装置であって、複数枚のキャリアの各々を、前記下定盤の回転中心の周囲を公転する回転駆動手段を設けることによって、各キャリアに保持されたワークの研磨精度の向上を図ることができる共に、両面研磨装置へのワークの供給位置及び取出位置を一定個所とすることもでき、ロボット等を用いてワークの供給及び取出の自動化を図ることもできる。
【００１１】
　また、本発明は、回転しない上定盤と所定方向に回転する下定盤との間に挟まれたキャリアに保持されているワークの両面を、前記キャリアを駆動して研磨する両面研磨装置において、該上定盤の重心の周囲に配設され且つ前記上定盤と下定盤との間に挟まれた、前記ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアと、前記キャリアの各々が自転しない小円運動又は揺動運動するように、前記キャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段と、前記複数枚のキャリアの各々を、前記下定盤の回転中心の周囲を公転する回転駆動手段とが設けられ、前記キャリアの各々が小円運動又は揺動運動する際に、前記キャリアに保持されたワークの各重心が、前記上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できるように、前記キャリア用駆動手段を制御する制御手段が設けられていることを特徴とする両面研磨装置でもある。
【００１２】
　この様な本発明において、キャリア用駆動手段を下定盤側に設け、前記下定盤の側面から延出したキャリアの延出部に形成した連結部と、前記キャリア用駆動手段に設けた連結部材とを連結することによって、キャリアを自転することなく小円運動や揺動運動させることができる。
　ここで、下定盤として、中央部に中央孔が形成されたドーナツ形状の下定盤を用い、キャリア用駆動手段を、前記中央孔の内周面近傍及び前記下定盤の外周面近傍に各々に設け、キャリアの前記下定盤の内周面側端縁の近傍及び外周面側端縁の近傍の各々に形成した連結部と、前記キャリア用駆動手段の各々に設けた連結部材とを連結することによって、容易にキャリアを自転することなく小円運動や揺動運動させることができる。
　更に、キャリア用駆動手段に、回転可能であって、キャリアの各々と連結される連結ピンが偏心して設けられた偏心アームを設けることにより、更に容易にキャリアを自転することなく小円運動や揺動運動させることができる。
　また、キャリア用駆動手段に、回転可能であって、キャリアと連結する連結ピンが偏心して設けられた偏心アームと、揺動可能であって、前記連結ピンと連結される箇所と異なる個所で前記キャリアと連結される接合ピンが設けられた揺動アームとを設けることによって、キャリアを揺動運動させることができる。
　かかる下定盤に配設されたキャリアの各々の小円運動又は遥動運動の位相を、互いに揃えることによって、或いは下定盤に偶数枚のキャリアを配設し、前記キャリアの各小円運動の位相を、隣接するキャリアの小円運動の位相と１８０°ずらすことによって、キャリアの各々の透孔に保持されているワークに対し上定盤から満遍なく荷重を加えることができる。
　尚、キャリアとしては、ワークを保持する透孔が少なくとも１個形成されたキャリアを好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００１３】
　本発明に係る両面研磨装置によれば、上定盤と下定盤との間に、ワークを保持する透孔が形成された複数枚のキャリアを配設することによって、小型のキャリアを使用でき、キャリアの大型化を防止できる。このため、両面研磨装置のサイズをキャリアによって制限される事態を解消できる。
　更に、本発明に係る両面研磨装置では、上定盤の重心の周囲に配設され且つ上定盤と下定盤との間に挟まれた複数枚のキャリアの各々を互いに独立して駆動するキャリア用駆動手段を設け、このキャリア用駆動手段を制御する制御手段により、キャリアの各々の小円運動又は揺動運動の際に、キャリアに保持されたワークの各重心を、上定盤の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動するように、キャリア用駆動手段の各々を制御する。このため、研磨中に、各キャリアの透孔に保持されたワークに対して満遍なく上定盤の荷重を加えることができる。その結果、ワークの各研磨面の研磨精度の向上を図ることができる。
　特に、複数枚のキャリアの各々を、下定盤の回転中心の周囲を公転する場合には、各キャリアに保持されたワークの研磨精度の向上を更に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　本発明に係る両面研磨装置の一例を図１に示す。図１に示す両面研磨装置は、所定方向に回転する上定盤１０とドーナツ形状の下定盤１２とが設けられている。この下定盤１２は、下定盤受け１４に載置されており、下定盤受け１４の回転によって回転する。かかる下定盤受け１４は、基台１８にベアリング１６を介して回転可能に載置されており、動力伝動ギア２０及び筒状シャフト２２を介して伝達される電動モータ２４からの回転力によって回転される。図１に示す両面研磨装置では、電動モータ２４からの回転力は、ベルトによって動力伝動ギア２０に伝達される。
　尚、上定盤１０は、電動モータ２４とは、別個に設けられた電動モータ（図示せず）により回転されていると共に、シリンダ装置等の昇降手段によって上下方向に昇降できる。
【００１５】
　図１に示す両面研磨装置では、ワークＷを保持するキャリア２６，２６が、中央部に中央孔１５が形成されたドーナツ形状の下定盤１２上に載置される。このキャリア２６は、図２に示す様に、略ひし形の形状であって、補強材としてのガラス繊維が配合されたエポキシ樹脂によって形成されている。このキャリア２６には、その略中央部にワークＷが保持される透孔２８が形成されており、透孔２８から左右方向に延出された部分は、下定盤１２の中央孔１５の内周面及び下定盤１２の外周面から延出される延出部２６ａ，２６ａである。かかる延出部２６ａ，２６ａの先端近傍には、小孔２６ｂ，２６ｂが形成されている。この小孔２６ｂ，２６ｂは、一対のキャリア用駆動手段３０，４０と連結される連結部としての連結孔である。
　かかる一対のキャリア用駆動手段３０，４０のうち、キャリア用駆動手段３０は、図１に示す様に、下定盤１２の外周面近傍に配設されている。このキャリア用駆動手段３０は、図３に示す様に、連結ピン３２が一面側の偏心位置に立設された円板状の偏心アーム３４と、偏心アーム３４の他面側の中央部に一端部が取り付けられ、両端部近傍に設けられたベアリング３７，３７を介して筒状ケーシング３５内に収容されている回転軸３６と、回転軸３６の他端部に取り付けられた歯車３８とから構成される。かかるキャリア用駆動手段３０に設けられた連結部材としての連結ピン３２は、図２に示す略ひし形状のキャリア２６の延出部２６ａに形成された小孔２６ｂ，２６ｂの一方に挿入される。
【００１６】
　また、キャリア用駆動手段４０は、図１に示す様に、下定盤１２の中央孔１５の内周面近傍に配設されている。このキャリア用駆動手段４０は、図４に示す様に、連結ピン４２が一面側の偏心位置に立設された円板状の偏心アーム４４と、偏心アーム４４の他面側の中央部に一端部が取り付けられ、両端部近傍に設けられたベアリング４７，４７を介して筒状ケーシング４５内に収容されている回転軸４６と、回転軸４６の他端部に取り付けられた歯車４８とから構成される。このキャリア用駆動手段４０に設けられた連結部材としての連結ピン４２は、図２に示すキャリア２６の延出部２６ａに形成された小孔２６ｂ，２６ｂの他方に挿入される。
　尚、図３及び図４に示すキャリア用駆動手段３０，４０を構成する偏心アーム３４，４４に立設された連結ピン３２，４２は、図５に示す様に、偏心アーム３４（４４）に立設されたネジ３１に、ネジ止めされたフランジ３３によって樹脂製のキャップ３９が回転可能に装着されて形成されているものである。
【００１７】
　図３及び図４に示す一対のキャリア用駆動手段３０，４０は、図１に示す様に、下定盤１２上に載置される複数枚のキャリア２６，２６・・ごとに設けられており、下定盤１２の外周面近傍には、下定盤１２の外周縁に沿って複数のキャリア用駆動手段３０，３０・・が配設されている。
　かかるキャリア用駆動手段３０，３０・・に設けられた歯車３８，３８・・の各々は、サーボモータ５２で駆動される動力伝動ギア５０を構成する歯車５４に歯合している。このため、サーボモータ５２を駆動することによって、キャリア用駆動手段３０，３０・・の各偏心アーム３４，３４・・を、その回転方向及び回転速度を同期して回転できる。
　また、下定盤１２の中央孔１５の内周面近傍には、下定盤１２の内周縁に沿って複数のキャリア用駆動手段４０，４０・・が配設されている。
　かかるキャリア用駆動手段４０，４０・・に設けられた歯車４８，４８・・の各々は、サーボモータ６０で駆動される動力伝動ギア６２及び筒状シャフト６４を介して回転される歯車６６と歯合している。このため、サーボモータ６０を駆動することによって、キャリア用駆動手段４０，４０・・の各偏心アーム４４，４４・・を、その回転方向及び回転速度を同期して回転できる。
　このサーボモータ５２及び６０は、歯車５４によって同期されているキャリア用駆動手段３０，３０を構成する偏心アーム３４，３４と、歯車６６によって同期されているキャリア用駆動手段４０，４０を構成する偏心アーム４４，４４とを、同一の回転方向で且つ回転数で回転させるように制御部１によって制御されている。
【００１８】
　図１に示す両面研磨装置では、下定盤１２の外周縁に沿って配設された複数のキャリア用駆動手段３０，３０・・は、サーボモータ７０によって回転される板体７２に固着されている。このため、サーボモータ７０を駆動することによって、キャリア用駆動手段３０，３０・・は、板体７２の回転に伴なって下定盤１２の外周縁に沿って回転する。
　また、下定盤１２の中央孔１５の内周縁に沿って配設された複数のキャリア用駆動手段４０,４０・・は、サーボモータ８０によって回転されるシャフト８２の先端部に固着された円板８４に固着されている。このため、サーボモータ８０を駆動することによって、キャリア用駆動手段４０，４０・・は、円板８４の回転に伴なって下定盤１２の内周縁に沿って回転する。
　かかるサーボモータ７０，８０は、一対のキャリア用駆動手段３０，４０を構成する偏心アーム３４，４４の連結ピン３２，４２に、小孔２６ｂ、２６ｂが挿入されたキャリア２６が下定盤１２の回転中心の周囲を公転できるように、制御部２によって制御されている。
　図１に示す両面研磨装置では、上定盤１０及び下定盤１２が所定方向に回転するため、研磨中にキャリア２６，２６を下定盤１２の回転中心の周囲を公転させることによって、キャリア２６，２６に保持されているワークＷ，Ｗの研磨精度を更に向上できる。但し、ワークＷ，Ｗの研磨精度の更なる向上を図ることを要しない場合には、研磨の際に、キャリア２６，２６を公転させなくてもよい。
　この様に、研磨中にキャリア２６，２６を公転させない場合でも、研磨終了後にキャリア２６，２６を公転することによって、キャリア２６，２６の各々の位置を調整できる。このため、研磨装置へのワークの供給及び取出をロボット等の取出装置を用いて自動的に行う際に、研磨終了後にキャリア２６，２６をワークの供給位置或いは取出位置に停止でき有利である。
　尚、下定盤１２上に載置されたキャリア２６，２６の透孔２８，２８に保持されたワークＷ，Ｗを、下定盤１２と共に挟み込み所定の荷重を加える上定盤１０には、下定盤１２の内周縁に沿って配設されたキャリア用駆動手段４０，４０に対応する部分に凹部が形成されている。
【００１９】
　図１に示す両面研磨装置においては、制御部１で制御されているサーボモータ５２及び６０を駆動することによって、キャリア用駆動手段３０，３０を構成する偏心アーム３４，３４と、キャリア用駆動手段４０，４０を構成する偏心アーム４４，４４とを、同一の回転方向で且つ同一の回転数で回転させることができる。
　この様に、同一の回転方向で且つ同一の回転数で回転する一対のキャリア用駆動手段３０，４０の偏心アーム３４，４４に立設された連結ピン３２，４２に、小孔２６ｂ，２６ｂに挿入がされた一枚のキャリア２６は、自転しない小円運動することができる。
　しかも、図１に示す両面研磨装置では、キャリア２６，２６は、上定盤１０の重心（質量中心）の周囲に配設されるように、下定盤１２に載置されている。更に、キャリア２６，２６は、その透孔２８，２８に保持されたワークＷ，Ｗの各重心が、上定盤１０の重心（質量中心）から相互に等距離となるように、キャリア２６，２６の各一対の小孔２６ｂ，２６ｂが、対応する偏心アーム３４，４４の連結ピン３２，４２に挿入されている。
　また、キャリア２６，２６毎に設けられた一対のキャリア用駆動手段３０，４０の各々の偏心アーム３４，４４が、同一の回転方向で且つ同一の回転数で回転するように、サーボモータ５２及び６０の回転数等を制御部１で調整することによって、キャリア２６，２６の各々に自転しない小円運動をさせることができる。
　このキャリア２６，２６の各々の自転しない小円運動の際に、キャリア２６，２６の各々は、上定盤１０の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動するため、キャリア２６，２６の透孔２８，２８に保持されたワークＷ，Ｗの各重心も、上定盤１０の重心に対して同時に接近する方向又は同時に離れる方向に同一距離移動できる結果、ワークＷ，Ｗの各重心は、常に、その上定盤１０の重心対して相互に同一距離の位置に在る。
　尚、下定盤１２を回転する電動モータ２４は、その回転数等については制御部１，２とは独立して設けられた制御部（図示せず）によって制御されている。
【００２０】
　ここで、下定盤１２に５枚のキャリア２６，２６・・を載置した場合について、キャリア２６，２６・・の動きを図６及び図７によって説明する。
　下定盤１２に載置された５枚のキャリア２６，２６・・は、図２に示すキャリア２６と同一形状であり、透孔２８内にワークＷが保持されている。かかるキャリア２６，２６・・の各小孔２６ｂ，２６ｂは、図６に示す様に、対応する一対のキャリア用駆動手段３０，４０の各偏心アーム３４，４４に立設された連結ピン３２，４２に挿入されている。
　この様に、対応する一対のキャリア用駆動手段３０，４０の連結ピン３２，４２に挿入されたキャリア２６，２６・・の各々に保持されたワークＷの重心は、上定盤１０の重心から等距離に位置している。
　次いで、上定盤１０を降下して上定盤１０と下定盤１２との間に、キャリア２６，２６・・の各々に保持されたワークＷ，Ｗ・・を挟み込み、電動モータ２４を起動して下定盤１２を矢印Ａ方向に回転すると共に、上定盤１０も所定方向に回転する。
【００２１】
　同時に、サーボモータ５２，６２を起動し、キャリア用駆動手段３０，４０の各々の偏心アーム３４，４４を所定方向に回転する。
　この際に、下定盤１２の外周面に沿って配設されたキャリア用駆動手段３０，３０・・の各偏心アーム３４の歯車３８は、サーボモータ５２により駆動される歯車５４に歯合しているため、偏心アーム３４，３４・・の各々は、互いに同期して矢印の方向に回転する。
　また、下定盤１２の内周面に沿って配設されたキャリア用駆動手段４０，４０・・の各偏心アーム４４の歯車４８は、サーボモータ６０により駆動される歯車６６に歯合しているため、偏心アーム４４，４４・・の各々は、互いに同期して矢印の方向に回転する。
　しかも、サーボモータ５２，６０は、その回転数等が制御部１で制御されるため、キャリア２６，２６・・毎に設けられた一対のキャリア用駆動手段３０，４０の各偏心アーム３４，４４は、同一の回転方向で且つ同一の回転数で回転できる。
　尚、図６では、各偏心アーム３４，４４の回転方向を時計回りとした。
【００２２】
　この様に、各偏心アーム３４，４４は、時計回り方向に同一の回転数で回転するため、一対の偏心アーム３４，４４の連結ピン３２，４２に連結されたキャリア２６の各々は、公転することなく時計回り方向に小円運動する。
　具体的には、一対の偏心アーム３４，４４の連結ピン３２，４２に連結された各キャリア２６は、同時に偏心アーム３４，４４の時計回り方向に移動しつつ、下定盤１２の中心方向にも移動する。このため、キャリア２６，２６・・の各透孔２８に保持されているワークＷは、図７（ａ）に示す様に、ドーナツ形状の下定盤１２の中央部近傍まで移動する。
　引き続き、各偏心アーム３４，４４の時計回り方向への回転を続行すると、キャリア２６，２６・・は、時計回り方向に移動しつつ、下定盤１２の中心方向にも移動する。このため、キャリア２６，２６・・の各透孔２８に保持されているワークＷは、図７（ｂ）に示す様に、ドーナツ形状の下定盤１２の内周縁近傍まで移動する。
　同様に、各偏心アーム３４，４４の時計回り方向への回転を続行すると、キャリア２６，２６・・は、時計回り方向に移動しつつ、下定盤１２の外周縁方向に移動し、キャリア２６，２６・・の各透孔２８に保持されているワークＷは、図６に示す様に、ドーナツ形状の下定盤１２の外周縁近傍まで移動する。
【００２３】
　かかるキャリア２６の自転しない小円運動は、キャリア２６，２６・・で同期してなされるため、図６，図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す様に、キャリア２６の透孔２８に保持されるワークＷ，Ｗ・・の各重心は、上定盤１０の重心から相互に等距離に位置する。この上定盤１０の重心は、下定盤１２の回転中心と略一致している。
　このため、上定盤１０と下定盤１２とに挟まれて研磨が施されるワークＷ，Ｗ・・の各々には、平均した荷重が上定盤１０から加えられて研磨を施すことができる。
　従って、図１に示す両面研磨装置によれば、ワークＷ，Ｗ・・に偏荷重が加えられることによる、上定盤１０又は下定盤１２の振動の発生やワークＷ，Ｗ・・の研磨精度の低下といった課題を解消できる。
【００２４】
　図１に示す両面研磨装置では、研磨の際に、サーボモータ７０，８０を駆動し、制御部２によってサーボモータ７０，８０を制御しつつ、キャリア２６，２６・・毎に設けられた一対のキャリア用駆動手段３０，４０を下定盤１２の回転中心の周囲を公転することによって、キャリア２６，２６・・の各透孔２８に保持されたワークＷも下定盤１２の回転中心の周囲を公転する。このため、上定盤１０及び下定盤１２の各研磨面の加工精度等に因るワークＷ，Ｗ・・の研磨精度への影響を排除でき、ワークＷ，Ｗ・・の研磨精度の更なる向上を図ることができる。
　更に、ワークＷ，Ｗ・・の研磨が終了した後、回転を停止した上定盤１０を上昇させてワークＷ，Ｗ・・を取出すことが必要である。この際に、サーボモータ７０，８０を駆動し、制御部２によってサーボモータ７０，８０を制御しつつ、キャリア２６，２６・・毎に設けられた一対のキャリア用駆動手段３０，４０を下定盤１２の回転中心の周囲を公転することによって、キャリア２６，２６・・も下定盤１２の回転中心の周囲を公転する。
　かかるキャリア２６，２６・・の公転は、所定のワークＷを保持するキャリア２６が取出し位置に到達したとき停止する。
　次いで、所定のワークＷの取出しが終了した後、再度、キャリア２６，２６・・を公転し、次のワークＷを取出し位置まで移動する。
　この一連の動作を、下定盤１４に載置されているキャリア２６，２６・・に保持されているワークＷの取り出しが完了するまで行う。
【００２５】
　これまでの説明では、上定盤１０及び下定盤１２を共に所定方向に回転してワークＷ，Ｗ・・に研磨を施していたが、上定盤１０を回転することなく所定方向に回転する下定盤１２との間にキャリア２６，２６・・に保持されたワークＷ，Ｗ・・に対して研磨を施してもよい。
　この場合、キャリア２６，２６・・を、下定盤１２の回転中心の周囲を所定方向に公転させて研磨を施すことが必要である。
　かかるキャリア２６，２６・・の公転は、サーボモータ７０，８０を駆動し、板体７２と円板８４とを回転して行う。この際に、制御部２によってサーボモータ７０，８０を制御し、キャリア２６，２６・・毎に設けられた一対のキャリア用駆動手段３０，４０が下定盤１２の回転中心の周囲を公転するように、板体７２と円板８４との回転速度を調整する。
　この様に、ワークＷ，Ｗ・・の研磨の際に、ワークＷ，Ｗ・・を保持するキャリア２６，２６・・を公転することによって、上定盤１０を回転することを要しないため、上定盤１０の部分の構造を簡単化できる。
【００２６】
　ところで、かかる両面研磨装置に用いられる、図２に示すキャリア２６は、補強材としてのガラス繊維が配合されたエポキシ樹脂によって形成されており、偏心アーム３４，４４の連結ピン３２，４２が挿入される小孔２６ｂ，２６ｂが、透孔２８から左右方向に延出された延出部２６ａ，２６ａに形成されている。
　かかるキャリア２６は、取扱性向上等との関係から肉厚を薄くして軽量化することが行われる。しかし、肉厚が薄くなったキャリア２６に形成された小孔２６ｂ，２６ｂに連結ピン３２，４２を挿入し、偏心アーム３４，４４を回転したとき、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面近傍が連結ピン３２，４２の当接によって破損される場合、或いは小孔２６ｂ，２６ｂの内周面と当接する連結ピン３２，４２の外周面の当接部分が損傷する場合が発生し易くなる。
　この様な場合には、図８及び図９（ａ）に示す様に、キャリア２６の小孔２６ｂ，２６ｂと同径の貫通孔２５ａが形成された補強板２５を貼着することが好ましい。かかる補強板２５によって、強度が低下した小孔２６ｂ，２６ｂの周囲部分を補強でき、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面近傍が連結ピン３２，４２の当接によって破損することを防止できる。
　また、連結ピン３２，４２の外周面は、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面及び貫通孔２５ａの内周面に当接するため、両者が当接する際の衝撃を分散でき、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面に当接する連結ピン３２，４２の外周面の当接部分が損傷することを防止できる。
【００２７】
　更に、連結ピン３２，４２と当接する小孔２６ｂ，２６ｂ及び補強板２５の内周面を補強する場合には、図９（ｂ）に示す様に、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面に筒状部材２７ａをネジ止めすることが好ましい。図９（ｂ）に示す筒状部材２７ａは、フランジ部材２７ｂに立設されており、その外周面に螺旋が形成されている。かかる筒状部材２７ａを、補強板２５が貼着されている面に対して反対面側から挿入して小孔２６ｂ，２６ｂの内周面にネジ止めすることによって、小孔２６ｂ，２６ｂの内周面を補強できると共に、小孔２６ｂ，２６ｂの周囲部分を更に補強できる。
【００２８】
　図６及び図７（ａ）（ｂ）に示す両面研磨装置では、下定盤１２上に配設するキャリア２６の数は奇数枚であったが、図１０に示す両面研磨装置の様に、偶数枚のキャリア２６を配設できる。この場合であっても、下定盤１２上に配設されるキャリア２６の枚数に応じた数の一対のキャリア用駆動手段３０，４０が必要である。
　図１０に示す両面研磨装置では、キャリア２６，２６・・の各小円運動は、その位相が揃ってなされている。これに対し、図１１に示す両面研磨装置では、キャリア２６，２６・・の各小円運動は、隣接するキャリア２６の小円運動の位相に対して１８０°ずれてなされている。この場合でも、下定盤１２上に配設されたキャリア２６の数が偶数枚であるため、小円運動の位相が１８０°相異するキャリア２６を交互に配設することができ、キャリア２６，２６・・の相互間のバランスを保持できる。更に、キャリア２６，２６・・の各々に保持されたワークＷのうち、一つおきのキャリア２６，２６，２６に保持されたワークのうち、同一位相で小円運動するキャリア２６，２６・・の各ワークＷの重心は、上定盤１０の重心に対して相互に等距離に位置する。上定盤１０の重心は下定盤１２の回転中心と略一致する。
　図１〜図１１に示す両面研磨装置では、下定盤１２上に配設されたキャリア２６，２６・・が小円運動する両面研磨装置について説明してきた。
　かかる両面研磨装置では、下定盤１２の中央孔１５の内周面に沿って、下定盤１２上に載置するキャリア２６，２６・・の枚数に応じた数のキャリア用駆動手段４０を設ける必要がある。このため、キャリア２６，２６・・の枚数が増加すると、キャリア用駆動手段４０を設けるスペースを確保すべく、下定盤１２の中央孔１５の径を拡径することを要する。
　しかし、かかる中央孔１５の拡径に伴ない、下定盤１２及び上定盤１０の研磨面の面積を確保するため、下定盤１２及び上定盤１０の径も拡径することになり、両面研磨装置が大型化する。
【００２９】
　この点、図１２（ａ）に示す様に、下定盤１２の中央孔１５に揺動機構７６を設けた両面研磨装置によれば、複数個のキャリア用駆動手段４０を中央孔１５内に設ける場合に比較して、中央孔１５を小径とすることができる。
　かかる揺動機構７６には、矢印Ｂ方向に揺動する揺動アーム７７が、下定盤１２上に載置されるキャリア２６，２６・・の枚数に応じて設けられており、揺動アーム７７の先端部に、キャリア２６に形成された小孔２６ｂ，２６ｂの一方が挿入される接合ピン７９が設けられている。
　更に、下定盤１２の外周縁近傍には、キャリア２６，２６・・の枚数に応じて、複数個のキャリア用駆動手段３０が設けられている。
【００３０】
　このため、揺動機構７６の揺動アーム７７の揺動速度とキャリア用駆動手段３０の偏心アーム３４の回転速度とを調整することによって、キャリア２６，２６・・の各々を揺動運動させることができる。
　ここで、キャリア２６，２６・・の各透孔２８に保持されたワークＷが、図１２（ａ）に示す様に、矢印Ａ方向に回転する下定盤１２の外周縁近傍に位置する状態にあるとき、キャリア用駆動手段３０の偏心アーム３４が時計方向に回転すると共に、揺動機構７６の揺動アーム７７が時計回り方向に回動を開始すると、キャリア２６に保持されたワークＷは中央孔１５の方向に移動しつつ、時計回り方向にも移動する。揺動アーム７７の時計回り方向への回動が停止したとき、図１２（ｂ）に示す様に、ワークＷは中央孔１５の内周縁近傍に位置する。
　次いで、揺動機構７６の揺動アーム７７は、反時計回り方向に回動を開始すると共に、偏心アーム３４は時計回り方向への回転を続行するため、揺動アーム７７の反時計回り方向への回動が停止したとき、図１２（ａ）に示す様に、ワークＷは下定盤１２の外周縁近傍に位置する。
　かかるワークＷの動きは、キャリア２６，２６・・が同期して動くため、図１２（ａ）（ｂ）、キャリア２６の透孔２８に保持されるワークＷ，Ｗ・・の各重心から等距離に上定盤１０の重心が位置し、下定盤１２の回転中心と略一致している。
　このため、上定盤１０と下定盤１２とに挟まれて研磨が施されるワークＷ，Ｗ・・の各々には、平均した荷重が上定盤１０から加えられて研磨を施すことができる。
【００３１】
　以上の説明では、キャリア２６，２６・・は、略ひし形状のキャリア２６を説明してきたが、図１３（ａ）（ｂ）に示す様に、扇形状のキャリア２６であってもよい。
　図１３（ａ）は、扇形状のキャリア２６、２６・・の透孔２８に保持されたワークＷが、下定盤１２の外周縁近傍に位置している状態を示し、図１３（ｂ）は、扇形状のキャリア２６、２６・・の透孔２８に保持されたワークＷが、下定盤１２の内周縁近傍に位置している状態を示す。
　尚、図１３（ａ）（ｂ）に示す両面研磨装置において、図１〜図１２に示す両面研磨装置と同一部品については同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００３２】
　図１３（ａ）（ｂ）に示す扇形状のキャリア２６は、図１４に示す様に、略中央部にワークＷを保持する透孔２８が形成されており、その内周面側端縁及び外周面側端縁の各近傍には、各端縁に沿って複数個の小孔２６ｂ，２６ｂ・・が形成されている。
　かかる小孔２６ｂ，２６ｂ・・のうち、キャリア２６の外周面側端縁に沿って形成された小孔２６ｂ，２６ｂ・・の各々には、図１５に示す連結ピン３２が挿入される。この連結ピン３２は、扇形状のキャリア２６の外周面側端縁に沿って延出された帯状部材５８に、キャリア２６の小孔２６ｂ，２６ｂ・・に対応して設けられている。
　帯状部材５８は、図１５に示す様に、その横断面形状がＬ字状であって、円板状の偏心アーム３４に偏心して設けられたピン５５にベアリング５６ｂを介して回転可能に設けられた円板状部材５６に固着されている。
　また、キャリア２６の内周側端縁に沿って形成された小孔２６ｂ，２６ｂ・・の各々にには、図１４に示す様に、扇形状のキャリア２６の内周面側端縁に沿って延出された帯状部材５９に設けられた連結ピン４２，４２・・のうち対応するものが挿入される。この帯状部材５９は、その横断面形状がＬ字状であって、円板状の偏心アーム４４に偏心して設けられたピンにベアリングを介して回転可能に設けられた円板状部材５７に固着されている。
【００３３】
　図１３〜図１５に示す扇形状のキャリア２６，２６・・が装着された両面研磨装置では、図６及び図７に示す様に、偏心アーム３４，４４を時計回り方向に同一の回転数で回転すると、帯状部材５８，５９の連結ピン３２，３２・・，４２，４２・・に連結されたキャリア２６の各々は、公転することなく時計回り方向に小円運動する。
　この様に、キャリア２６の内周面側端縁及び外周面側端縁に沿って形成された複数個の小孔２６ｂ，２６ｂ・・の各々に、連結ピン３２（４２）が挿入される。このため、キャリア２６には、複数個の連結ピン３２（４２）から力が加えられるため、キャリア２６に加えられる力が分散され、キャリア２６に一箇所から力が加えられる場合に比較して、キャリア２６の損傷を防止できる。
　従って、キャリア２６の小孔２６ｂ，２６ｂ・・の各々に、図８及び図９に示す補強等を施すことを要しない。
　尚、キャリア２６の小孔２６ｂ，２６ｂ・・の各々に、図８及び図９に示す補強等を施すことによって、キャリア２６の耐久性を更に一層向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る両面研磨装置の一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す両面研磨装置に用いるキャリアの一例を説明するための正面図及び断面図である。
【図３】図１に示す両面研磨装置に用いる一対のキャリア用駆動手段の一方を説明するための断面図である。
【図４】図１に示す両面研磨装置に用いる一対のキャリア用駆動手段の他方を説明するための断面図である。
【図５】一対のキャリア用駆動手段を構成する偏心アームに立設された連結ピンの構造を説明するための部分断面図である。
【図６】下定盤に載置されたキャリアの一例を説明する正面図である。
【図７】図６に示すキャリアの動きを説明する説明図である。
【図８】図１に示す両面研磨装置に用いるキャリアの他の例を説明するための正面図である。
【図９】図８に示すキャリアの部分断面図である。
【図１０】下定盤に載置されたキャリアの他の例を説明する正面図である。
【図１１】下定盤に載置されたキャリアの他の例を説明する正面図である。
【図１２】本発明に係る両面研磨装置の他の例を説明するための正面図である。
【図１３】本発明に係る両面研磨装置の他の例を説明するための正面図である。
【図１４】図１３に示すキャリアについて説明する正面図である。
【図１５】図１３に示す両面研磨装置の部分断面図である。
【図１６】従来の両面研磨装置を説明する概略図である。
【図１７】従来の両面研磨装置の下定盤に載置されたキャリアの状態を説明するための正面図である。
【図１８】改良された両面研磨装置の一例を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００３５】
　１，２　制御部（制御手段）
　１０　上定盤
　１２　下定盤
　１５　央孔孔
　１８　基台
　２５　補強板
　２６　キャリア
　２６ａ　延出部
　２６ｂ　小孔（連結部）
　２８　透孔
　３０，４０　キャリア用駆動手段
　３２，４２　連結ピン（連結部材）
　３４，４４　偏心アーム
　５２，６０，７０，８０　サーボモータ
　７２　板体
　７６　揺動機構
　７７　揺動アーム
　７９　接合ピン
【図１】
2004106173.tif 000003
【図２】
2004106173.tif 000004
【図３】
2004106173.tif 000005
【図４】
2004106173.tif 000006
【図５】
2004106173.tif 000007
【図６】
2004106173.tif 000008
【図７】
2004106173.tif 000009
【図８】
2004106173.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2004106173.tif 000012
【図１１】
2004106173.tif 000013
【図１２】
2004106173.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
2004106173.tif 000016
【図１５】
2004106173.tif 000017
【図１６】
2004106173.tif 000018
【図１７】
2004106173.tif 000019
【図１８】
2004106173.tif 000020