(57)【要約】 【課題】  平面研磨装置のサンギヤ及びインターナルギヤに付着したスラリー等の付着物を、複雑な洗浄機構等を研磨装置に付設することなく、簡単な治具を用いて自動的に除去できるようにする。【解決手段】  浄化治具１Ａは、その外周に、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに噛合する複数の歯３と、上記両ギヤに接触して付着物を除去するブラシ部４とを備えており、上記ブラシ部４は、複数の繊維を柱状に束ねた繊維束ユニット６を、上記歯３と対応する位置に該歯３と同じピッチで配設することにより構成されていて、複数のブラシ部４が、互いの領域を浄化治具１Ａの軸線方向にずらすと共に領域幅方向に部分的に重複させることにより、治具幅全体に亘って分布するように設置されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに噛合する複数の歯を外周に備えた外歯車の形をなし、上記外周に、上記両ギヤに接触して付着物を除去するブラシ部を備えていることを特徴とするギヤ用浄化治具。
【請求項２】
上記ブラシ部が、複数の歯に跨る領域長と、治具幅より狭い領域幅とを有していて、上記浄化治具の円周方向の異なる位置に複数のブラシ部が、互いの領域を浄化治具の軸線方向にずらすと共に領域幅方向に部分的に重複させることにより、治具幅全体に亘って分布するように配設されており、また、上記歯が、各ブラシ部と隣接する位置にも設けられることによって上記浄化治具の全周に連続して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の浄化治具。
【請求項３】
上記ブラシ部が、複数の繊維を柱状に束ねて形成した繊維束ユニットにより構成されていて、複数の繊維束ユニットが、上記歯と対応する位置に該歯と同じピッチで配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄化治具。
【請求項４】
上記ブラシ部に隣接して位置する各歯と対応する位置に、上記繊維束ユニットが浄化治具の軸線方向に一定間隔を保って列状に配置され、かつ、隣接するユニット列間で繊維束ユニットの位置が軸線方向に１／２ピッチずれていることを特徴とする請求項２に従属する請求項３に記載の浄化治具。
【請求項５】
上記繊維束ユニットが、上記歯の高さと同等以上の繊維長と、次第に先細り状をなす先端部とを有することを特徴とする請求項３又は４に記載の浄化治具。
【請求項６】
請求項１から５の何れかに記載された浄化治具を、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに１つ以上噛合させ、洗浄液を供給しながら上記サンギヤとインターナルギヤとを回転させて該浄化治具に自転運動と公転運動とを行わせることにより、この浄化治具の外周のブラシ部を上記両ギヤに接触させて付着物を除去することを特徴とするギヤの浄化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに付着したスラリーなどの付着物を除去するためのギヤ用浄化治具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体ウエハ、フォトマスク等に用いられるガラス、セラミックスなどの板状のワークの表面を研磨加工する場合、ラッピング装置やポリッシング装置等の平面研磨装置が使用される。この平面研磨装置は、サンギヤとインターナルギヤとに噛合するキャリヤにワークを保持させ、上記両ギヤを回転させてこのキャリヤを自転及び公転させながら、回転する上下の定盤で上記ワークの表裏面を研磨加工するものである。このとき上記両定盤の間には、研磨材を含んだスラリーが供給される。このスラリーは、上記サンギヤやインターナルギヤなどに付着してゲル化し、その後の研磨に悪影響を与えるため、付着したスラリーを定期的に除去することが必要になる。
【０００３】
ここで、サンギヤ及びインターナルギヤに付着したスラリーを落とす場合、従来では、ブラシを使用し、洗浄水をかけながら手作業でスラリーを擦り落とすようにしていた。しかし、上記サンギヤ及びインターナルギヤが大型で歯数が多い場合には、各歯の歯面や歯底に付着したスラリーをギヤの全周に渡って落とすのは非常に大変で、多大な労力と時間とを要する効率の悪い作業である。
【０００４】
一方、特許文献１には、サンギヤ及びインターナルギヤに付着したスラリーを洗浄手段で自動的に除去するように構成した研磨装置が開示されている。上記洗浄手段は、研磨装置の機体に設置されていて、該機体から延びるアームの先端に、ロータリジョイントを介して回転自在に取り付けられた円筒形の２つのノズルを有し、各ノズルの外周にはブラシが放射状に植設されている。そして、これら２つのノズルのブラシをサンギヤとインターナルギヤとに接触させ、その状態で両ギヤを回転させることにより各ノズルをその位置で従動回転させながら、これらのノズルから洗浄液を噴射して各ギヤを上記ブラシで洗浄するものである。
【０００５】
しかしながら、上記従来の洗浄手段は、上記２つのノズルを、外周のブラシがサンギヤ及びインターナルギヤに接触する一定の位置に回転自在に吊支しておき、両ギヤの回転によってそれらのノズルを従動回転させる方式であるため、上記ブラシを歯全体に接触させるのは難しく、特に歯の歯底部分には接触させにくいため、洗浄効率が悪い。しかも、この洗浄手段は、研磨装置の機体に付設するものであるため、既存の研磨装置にそのまま用いることができず、それを付設するためには特別な加工を必要とする。さらに、この洗浄手段を設置した研磨装置は、構成が複雑になるばかりでなく、ワークの搬入や搬出を行う際にこの洗浄手段が邪魔になり易く、また、ワークの研磨加工時にはノズルを非洗浄位置に旋回させなければならないため、広い占有空間も必要とする。
【０００６】
また、特許文献２には、上定盤を回転させるドライバと、インターナルギヤの外側の装置本体とにそれぞれブラシを取り付け、上記ドライバとサンギヤとインターナルギヤとを回転させることにより、上記各ブラシでサンギヤ及びインターナルギヤのピン歯車をそれぞれ清掃するようにしたものが開示されている。しかし、この清掃方式は、ギヤ本体上に複数のピンを円環状に取り付けたピン歯車型のサンギヤ及びインターナルギヤの清掃には適用することができるが、内外周面に歯を切った通常の歯車の清掃にはそのまま適用することができない。
【０００７】
さらに、特許文献３には、インターナルギヤと噛み合う２つのギヤと、このインターナルギヤに接する１つのブラシとを有し、上記ギヤの回転によりインターナルギヤに沿って移動しながら、上下動する上記ブラシでインターナルギヤに付着したスラリーを除去するようにした清掃装置が開示されている。しかし、この清掃装置は、インターナルギヤしか清掃することができず、サンギヤを同時に清掃することができないため、効率が悪い。しかも、特殊な装置を使用しなければならないため、コストがかかるいう欠点もある。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６１−３３８５９号公報
【特許文献２】特開平１０−２８６７６０号公報
【特許文献３】特開２００１−２１２７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、平面研磨装置のサンギヤ及びインターナルギヤに付着したスラリー等の付着物を、複雑な洗浄機構等を研磨装置に付設することなく、簡単な治具を用いて自動的に除去できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明によれば、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに噛合する複数の歯を外周に備えた外歯車の形をなしていて、上記外周に、上記両ギヤに接触して付着物を除去するブラシ部を備えていることを特徴とするギヤ用浄化治具が提供される。
【００１１】
本発明においては、上記ブラシ部が、複数の歯に跨る領域長と、治具幅より狭い領域幅とを有していて、上記浄化治具の円周方向の異なる位置に複数のブラシ部が、互いの領域を浄化治具の軸線方向にずらすと共に領域幅方向に部分的に重複させることにより、治具幅全体に亘って分布するように配設されており、また、上記歯が、各ブラシ部と隣接する位置にも設けられることによって上記浄化治具の全周に連続して形成されていることが望ましい。
【００１２】
また、本発明の好ましい構成態様では、上記ブラシ部が、複数の繊維を柱状に束ねて形成した繊維束ユニットにより構成されていて、複数の繊維束ユニットが、上記歯と対応する位置に該歯と同じピッチで配設されている。
この場合、上記ブラシ部に隣接して位置する各歯と対応する位置に、上記繊維束ユニットが浄化治具の軸線方向に一定間隔を保って列状に配置され、かつ、隣接するユニット列間で繊維束ユニットの位置が軸線方向に１／２ピッチずれていることが望ましい。
【００１３】
さらに、上記繊維束ユニットは、上記歯の高さと同等以上の繊維長と、次第に先細り状をなす先端部とを有することが望ましい。
【００１４】
また、本発明によれば、請求項１から５の何れかに記載された浄化治具を、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに１つ以上噛合させ、洗浄液を供給しながら上記サンギヤとインターナルギヤとを回転させて該浄化治具に自転運動と公転運動とを行わせることにより、この浄化治具の外周のブラシ部を上記両ギヤに接触させて付着物を除去することを特徴とするギヤの浄化方法が提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の浄化治具は、平面研磨装置のサンギヤとインターナルギヤとに噛合させ、洗浄水を供給しながら両ギヤを回転させるだけで、該浄化治具の外周に設けたブラシ部で両ギヤに付着したスラリー等の付着物を簡単かつ自動的に除去することができる。その際、上記ブラシ部は、サンギヤ及びインターナルギヤの歯と噛み合いながら該歯の歯底部分にも確実に接触し、それらの部分に付着した汚れを掻き落とすことができる。しかも、この浄化治具は、歯車状をした簡単な部材で、着脱式になっているため、浄化作業を行う時にだけ平面研磨装置に装着すれば良く、従って、取り扱いが容易で、既存の研磨装置であってもそのまま使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１及び図２は本発明に係るギヤ用浄化治具の好ましい代表的な一実施形態を示すもので、この浄化治具１Ａは、複数の歯３を外周に備えた外歯車の形をなしていて、図９及び図１０に示すように、平面研磨装置のサンギヤ５０とインターナルギヤ５１とに噛合させて使用するものである。さらに詳しく説明すると、この第１実施形態の浄化治具１Ａは、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）などの合成樹脂からなる円盤形をした基体２の外周に、上記歯３を一定のピッチで切設すると共に、複数のブラシ部４を設けることにより形成されている。図中２ａは該基体２に設けた中心孔であるが、この中心孔２ａは必ずしも必要ではない。
【００１７】
上記ブラシ部４は、図３及び図４から分かるように、上記歯３の一部を除去してその位置に形成したもので、複数の歯３に跨る円周方向の領域長Ｘと、治具幅Ｈより狭い軸線方向の領域幅Ｙとを有しており、上記浄化治具１Ａの外周の円周方向に異なる位置に、等間隔で複数配設されている。図示した実施例では、浄化治具１Ａが６つのブラシ部４を有していて、これらのブラシ部４が、図５の展開図に示すように、互いの領域を浄化治具１Ａの軸線方向一端側（上端側）と他端側（下端側）とに交互に偏寄させると共に、それらの領域の一部を上記領域幅Ｙ方向に部分的に重複させることにより、治具幅Ｈ全体に亘って分布するように配設されている。
【００１８】
従って、上記各ブラシ部４に沿う位置、換言すれば、各ブラシ部４に対して浄化治具１Ａの軸線方向に隣接する位置においては、上記歯３が、治具幅Ｈより歯長Ｓの短い部分歯３ａとなっており、これに対して各ブラシ部４，４間においては、上記歯３が、治具幅Ｈと実質的に同じ歯長を持つ全体歯３ｂとなっている。そして、これらの部分歯３ａと全体歯３ｂとが、浄化治具１Ａの全周に亘って切れ目なく連続して形成されている。なお、上記ブラシ部４が浄化治具１Ａの上端側に偏寄して設けられている部分では、上記部分歯３ａはその反対側である下端部寄りの位置に形成され、上記ブラシ部４が浄化治具１Ａの下端側に偏寄して設けられている部分では、上記部分歯３ａは上端部寄りの位置に形成されている。
【００１９】
上記ブラシ部４は、複数本の繊維を円柱状に束ねて形成した繊維束ユニット６により構成されている。即ち、上記各部分歯３ａと対応する位置に、それぞれ、複数の繊維束ユニット６を浄化治具１Ａの軸線方向に一定間隔を保って列状に配置すると共に、これら繊維束ユニット６の列７を、上記歯３のピッチと同じピッチで円周方向に複数配設することにより、上記ブラシ部４が構成されている。また、隣接する各ユニット列７，７間においては、上記繊維束ユニット６の位置が軸線方向に１／２ピッチずれており、これにより、各ブラシ部４において上記繊維束ユニット６が浄化治具１Ａの軸線方向に隙間のないように配設されている。
【００２０】
上記繊維束ユニット６に使用する繊維は、好ましくは直線状をした繊維であって、サンギヤ５０及びインターナルギヤ５１に毛先が弾力的に接触して付着物を擦り落とすことができる程度の剛性と弾性とを備えていることが望ましい。このような繊維としては、例えばナイロン（登録商標）などのポリアミド系合成繊維が適しており、その線径も０．３〜０．８ｍｍ程度、好ましくは０．５ｍｍ程度が適しており、このような繊維が５０〜１００本程度束ねられて上記繊維束ユニット６が形成されている。しかし、これ以外の素材や線径あるいは本数等であっても良いことはもちろんである。
【００２１】
上記繊維束ユニット６は、図６に示すように、その長さ即ち繊維長Ｍが上記部分歯３ａの歯高Ｔと同じかそれより若干大きく形成されており、それにより、この繊維束ユニット６がサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１の歯と噛み合った際に、毛先が歯底にまで確実に接触できるようになっている。また、該繊維束ユニット６の先端部６ａは、図７からも分かるように、浄化治具１Ａの軸線と平行な中心線上の位置を境にしてその両側の部分を斜めにかつ逆傾斜状にカットすることにより、次第に先細りをなす山型に形成されていて、上記サンギヤ５０及びインターナルギヤ５１の歯と噛み合う際に、両ギヤの間に毛先が挟み込まれないようにしている。しかし、該繊維束ユニット６の先端部６ａの形状は、図８Ａに示すように、先端面が一部平らであっても良く、あるいは、円錐状又は円錐台状であっても良く、更には、図８Ｂに示すように、全体が繊維束ユニット６の軸線と直交する平面であっても良い。
【００２２】
上記構成を有する浄化治具１Ａで平面研磨装置のサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１に付着したスラリー等の付着物を除去するときは、図９及び図１０に示すように、半導体ウエハ等のワークの研磨加工が終了したあと、複数の浄化治具１Ａをサンギヤ５０とインターナルギヤ５１とに噛合させ、上定盤５２のスラリー供給孔５２ａから水等の洗浄液を供給しながら、上記サンギヤ５０とインターナルギヤ５１とを回転させることにより、上記各浄化治具１Ａに自転運動と公転運動とを行わせる。すると、各浄化治具１Ａの外周のブラシ部４が両ギヤ５０，５１に接触し、このブラシ部４により両ギヤ５０，５１の付着物が掻き落とされ、実質的なブラシ洗浄が行われる。
【００２３】
このとき、上記各浄化治具１Ａにおいては、上記ブラシ部４が複数の繊維束ユニット６により構成されていて、これらの繊維束ユニット６が複数の部分歯３ａと対応する位置に該部分歯３ａと同じピッチで配設されているから、各繊維束ユニット６が歯車の歯のようにサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１の歯５０ａ，５１ａと噛み合い、それらの毛先が該歯５０ａ，５１ａの歯底部分に確実に接触して付着物を掻き落とすことになる。しかも、各繊維束ユニット６とサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１の歯５０ａ，５１ａとがまともにぶつかり合わないため、この繊維束ユニット６の中に両ギヤ５０，５１の歯が食い込んで繊維が変形したり折れ曲がったりすることがなく、該繊維束ユニット６の形崩れが生じにくい。
【００２４】
また、複数のブラシ部４が、浄化治具１Ａの治具幅Ｈ全体に亘って分布するように配設されているため、上記治具幅Ｈをサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１の歯幅（歯５０ａ，５１ａの軸線方向長さ）と同等かそれ以上に形成しておくことにより、その歯幅全体に亘って付着物を確実に除去することができる。しかも、上記ブラシ部４に沿った位置にも部分歯３ａを形成することにより、浄化治具１Ａの全周に亘って歯３が切れ目なく形成されているため、該浄化治具１Ａは、ブラシ部４が両ギヤ５０，５１に接触している場合でもこれらのギヤ５０，５１に対して常に歯同士で噛み合っており、従ってその動作は安定し、誤作動やがたつき、スリップ等が生じない。
【００２５】
なお、上記浄化作業時には、上下の定盤５２，５３も回転し、下定盤５３は浄化治具１Ａの下面に接触することになるが、上定盤５２は僅かに浮かせて浄化治具１Ａと非接触の状態にしておくことが望ましい。また、上記浄化治具１Ａの歯数と両ギヤ５０，５１の歯数は、該浄化治具１Ａがサンギヤ５０の回りを一周して最初の位置に戻ってきたときその噛合角度が変化するような関係に設定しておくことが望ましく、これにより、上記ブラシを常に両ギヤ５０，５１の新たな位置に接触させることが可能となって浄化漏れを防ぐことができる。
【００２６】
上記両ギヤ５０，５１の浄化作業が終了すると、上記浄化治具１Ａは平面研磨装置から取り出され、所定の場所に保管される。かくして上記浄化治具１Ａは、平面研磨装置に対して着脱自在となっていて、浄化作業を行う時にだけこの平面研磨装置に装着すれば良いため、取り扱いが簡単であるばかりでなく、既存の研磨装置にもそのまま使用することができる。
なお、上記浄化治具１Ａは、必ずしも複数使用する必要はなく、１つだけを使用してサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１を浄化することもできる。
【００２７】
図１１及び図１２は、それぞれ、上記ブラシ部４の異なる配列パターンを示すものである。図１１に示す第２実施形態においては、複数のブラシ部４が浄化治具１Ｂの円周方向に密に配設されていて、隣接するブラシ部４の領域同士が互いに接しており、この点の構成が、複数のブラシ部４を間隔を開けて設置した上記第１実施形態の浄化治具１Ａとは相違している。従って、この浄化治具１Ｂにおいては、各ブラシ部４に隣接する位置にそれぞれ部分歯３ａだけが形成され、これらの部分歯３ａが、浄化治具１Ｂの上端側と下端側とに交互に位置しながら該浄化治具１Ｂの全周に亘って切れ目なく連なり、歯３を形成している。
【００２８】
一方、図１２に示す第３実施形態においては、１つのブラシ部４を浄化治具１Ｃの軸線方向中央部に設けた第１ブラシ形成部分１１と、２つのブラシ部４，４を浄化治具１Ｃの上端寄りの位置と下端寄りの位置とに偏寄させて設けた第２ブラシ形成部分１２とを、浄化治具１Ｃの円周方向に交互に、かつそれらの設置領域が互いに接するように配設している。従って、この浄化治具１Ｃにおいても、各ブラシ部４に隣接する位置にそれぞれ部分歯３ａだけが形成されている。即ち、上記第１ブラシ形成部分１１においては、２つのブラシ部４，４の間に部分歯３ａが形成され、上記第２ブラシ形成部分１２においては、ブラシ部４の両側に部分歯３ａが形成され、これらの部分歯３ａが該浄化治具１Ｃの全周に亘って連続することにより歯３が形成されている。
【００２９】
上記ブラシ形成部分１１，１２は、それらの間に間隔を保って配設しても良い。この場合には、隣接するブラシ形成部分１１と１２の間に、治具幅Ｈと実質的に同じ歯長を持つ全体歯３ｂが形成されることになる。
なお、上記第２及び第３実施形態の上記以外の構成については、その図示及び説明が省略されているが、実質的に第１実施形態と同じである。
【００３０】
図１３は浄化治具の第４実施形態を示すもので、この浄化治具１Ｄは、ブラシ基台１５に複数の繊維束ユニット６を植設することによりブラシ部４を形成し、上記ブラシ基台１５を基体２のブラシ室１６内に可動に収容すると共に、ばね１７で外側に向けて弾発したものである。このように構成することにより、上記ブラシ部４をサンギヤ５０及びインターナルギヤ５１にばね力を利用して一層弾力的に当接させることができ、剛性の大きい繊維を使用することも可能となる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、円盤形をした基体２の外周に歯３とブラシ部４とを設けることにより、浄化治具が全体として円盤形に形成されているが、基体２としてリング状のものを使用することにより、上記浄化治具をリング状に形成することもできる。また、上記基体２の素材は金属であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明に係る浄化治具の第１実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１の浄化治具を、上端側に偏寄したブラシ部の正面から見た場合の部分拡大図である。
【図４】図１の浄化治具を、下端側に偏寄したブラシ部の正面から見た場合の部分拡大図である。
【図５】図１の浄化治具の外周面の展開図である。
【図６】図３のＡ−Ａ線での拡大断面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線での断面図である。
【図８】Ａ及びＢは繊維束ユニットの異なる構成例を示す側面図である。
【図９】上記浄化治具を使用してサンギヤとインターナルギヤとを浄化する方法を概念的に示す断面図である。
【図１０】図９の上定盤を除去した平面図である。
【図１１】ブラシ部の配列パターンが異なる第２実施形態の浄化治具の外周面を展開した状態の要部拡大図である。
【図１２】ブラシ部の配列パターンが異なる第３実施形態の浄化治具の外周面を展開した状態の要部拡大図である。
【図１３】浄化治具の第４実施形態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ      浄化治具
３      歯
４      ブラシ部
６      繊維束ユニット
６ａ      先端部
５０      サンギヤ
５１      インターナルギヤ
Ｘ      領域長
Ｙ      領域幅
Ｈ      治具幅
Ｔ      歯高
Ｍ      繊維長
【図１】
2005271104.tif 000003
【図２】
2005271104.tif 000004
【図３】
2005271104.tif 000005
【図４】
2005271104.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005271104.tif 000009
【図８】
2005271104.tif 000010
【図９】
2005271104.tif 000011
【図１０】
2005271104.tif 000012
【図１１】
2005271104.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2005271104.tif 000015