(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機体に同軸状に設けられた内歯歯車と太陽歯車及び上下の定盤を有し、両歯車に噛合して遊星運動するキャリヤに保持されたワークを回転する上下の定盤により研磨する平面研磨装置において、
上記機体に上記両歯車と同軸状に位置する大径の中心歯車を設けると共に、該中心歯車を回転させる駆動手段を設け、
上記中心歯車を取り囲む位置に複数の昇降用駆動軸を等角度間隔で回転自在なるように立設し、各駆動軸に、上記中心歯車に直接又は中間歯車を介して間接的に噛合する従動歯車を取り付けるとともに、該駆動軸の正逆回転により上下動するナット部材を螺着し、上記内歯歯車を上下動自在として、該内歯歯車に上記ナット部材を連結した、
ことを特徴とする内歯歯車昇降機構付き平面研磨装置。
【請求項２】
請求項１に記載の平面研磨装置において、上記各駆動軸が、下端を機体に回転自在に支持されると共に、上端を内歯歯車に回転自在かつ上下方向に相対的にスライド自在なるように支持されていることを特徴とするもの。
【請求項３】
請求項２に記載の平面研磨装置において、上記ナット部材が、駆動軸に螺合する雌螺子部の上部に筒部を有していて、該筒部内に上記駆動軸の上端部が挿入され、該駆動軸の上端部と筒部内壁との間に該駆動軸を回転自在に支持するベアリングが設けられ、該ベアリングが筒部内壁面に沿って摺動自在であることを特徴とするもの。
【請求項４】
請求項１から３までの何れか１つに記載の平面研磨装置において、上記内歯歯車が、キャリヤに噛合する主ギヤ部及び駆動源に連結された駆動ギヤ部を有する回転自在の第１部分と、上記ナット部材に連結されて非回転の第２部分とに分かれていて、これらの両部分がベアリング手段を介して相互に結合されていることを特徴とするもの。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハや磁気ディスク基板のようなワークを研磨するための平面研磨装置に関するものであり、更に詳しくは、内歯歯車を昇降させるための機構を備えた平面研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機体に同軸状に設けられた内歯歯車と太陽歯車及び上下の定盤を有し、両歯車に噛合して遊星運動するキャリヤに保持させたワークを上下の定盤により研磨する平面研磨装置においては、一般に、上記キャリヤと各歯車との噛合位置を変えたり、ワークの搬入及び搬出をキャリヤごと行ったりするために、少なくとも内歯歯車が上下動できるようになっている。
【０００３】
このように内歯歯車を上下動させるための機構としては、図３に原理的に示したスクリュージャッキ式のものが公知である。これは、内歯歯車に連結された３本のスクリュージャッキ１を機体に等角度間隔で回転自在なるように支持させ、これらのスクリュージャッキ１を回転させることによって内歯歯車を上下動させるもので、各スクリュージャッキ１にはスプロケット２が取り付けられていて、各スプロケット２と駆動用スプロケット３とに無端チェーン４が巻き掛けられ、上記駆動用のスプロケット３をモーター５で駆動することにより、上記無端チェーン４によって各スクリュージャッキ１を回転させるというものである。
【０００４】
ところが、上記従来の昇降機構は、無端チェーン４が徐々に延びて緩み易く、それが少しでも緩むと、各スクリュージャッキ相互間の回転角に差ができて内歯歯車の水平精度が低下するため、該内歯歯車の水平を出すための調整が必要であった。また、チェーン４の張力を調整するためのテンショナー６を必要とし、装置の構造が複雑化するという欠点もあった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、構造が簡単で内歯歯車の水平を出すための調整を必要としない、内歯歯車昇降機構を備えた平面研磨装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため本発明は、機体に同軸状に設けられた内歯歯車と太陽歯車及び上下の定盤を有し、両歯車に噛合して遊星運動するキャリヤに保持されたワークを回転する上下の定盤により研磨する平面研磨装置において、上記機体に上記両歯車と同軸状に位置する大径の中心歯車を設けると共に、該中心歯車を回転させる駆動手段を設け、上記中心歯車を取り囲む位置に複数の昇降用駆動軸を等角度間隔で回転自在なるように立設し、各駆動軸に、上記中心歯車に直接又は中間歯車を介して間接的に噛合する従動歯車を取り付けるとともに、該駆動軸の正逆回転により上下動するナット部材を螺着し、上記内歯歯車を上下動自在として、該内歯歯車に上記ナット部材を連結したことを特徴とするものである。
【０００７】
上記構成を有する平面研磨装置は、緩み易いチェーンを用いることなく、歯車により内歯歯車を昇降させるようにしているため、張力を付与するためのテンショナーを一切必要とせず、構造が非常に簡単である。しかも、チェーンのように緩むことがないため、各駆動軸間の回転角が相対的に変化することがなく、従って内歯歯車の水平を出すための調整を行う必要がないから、保守管理も非常に容易である。
【０００８】
本発明の具体的な実施形態によれば、上記各駆動軸が、下端を機体に回転自在に支持されると共に、上端を内歯歯車に回転自在かつ上下方向に相対的にスライド自在なるように支持されている。
【０００９】
このように、各駆動軸の上端を内歯歯車に直接支持させることにより、機体の狭い場所に各駆動軸の上端を支持させるための複数の軸受機構を特別に設ける必要がなく、装置の構成が一層簡単になると同時に、装置の設計及び組み立ても容易になる。特に、最近のこの種の研磨装置は、研磨精度を高めるために各種の複雑な機構が組み込まれることによって機体の内部は非常に複雑に入り組んでいるため、上述したような軸受機構を別途に設けるのは設計上非常に困難であるが、その必要をなくしたことによる本発明の効果は非常に大きい。
【００１０】
本発明の具体的な実施形態によれば、上記ナット部材が、駆動軸に螺合する雌螺子部の上部に筒部を有していて、該筒部内に上記駆動軸の上端部が挿入され、該駆動軸の上端部と筒部内壁との間に該駆動軸を回転自在に支持するベアリングが設けられ、該ベアリングが筒部内壁面に沿って摺動自在となっている。
【００１１】
本発明の１つの実施態様によれば、上記内歯歯車が、キャリヤに噛合する主ギヤ部及び駆動源に連結された駆動ギヤ部を有する回転自在の第１部分と、上記ナット部材に連結されて非回転の第２部分とに分かれていて、これらの両部分がベアリング手段を介して相互に結合されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る平面研磨装置の好ましい一つの実施形態を概略的に示すものである。この研磨装置は、機体１０に同軸状に設けられた内歯歯車１１と太陽歯車１２及び上下の定盤１３，１４とを有し、上記両歯車１１，１２に噛合して太陽歯車１２の回りを自転しながら公転する複数のキャリヤ１５に保持させたワーク１６を、回転する上下の定盤１３，１４により両側から挟持して研磨するもので、以下に詳述する内歯歯車１１を上下動させるための機構を除けば、基本構成及び研磨原理は公知の研磨装置と実質的に同じである。
【００１３】
上記研磨装置における内歯歯車１１を上下動させるための機構は、次のように構成されている。
即ち、上記機体１０に設けられた取付部１８には、大径の中心歯車１９が、上記内歯歯車１１及び太陽歯車１２と同軸状に位置して回転自在なるようにベアリング２０を介して取り付けられ、モーター２１に連結された駆動歯車２２と噛合することによって正逆方向に駆動回転されるようになっている。
【００１４】
また、機体１０上の上記中心歯車１９を取り囲む位置には、複数（図示の例では３本）の昇降用駆動軸２５が等角度間隔で回転自在なるように立設され、これらの各駆動軸２５には、上記中心歯車１９と噛合する従動歯車２６が取り付けられ、該中心歯車１９の回転によって各駆動軸２５が、互いに同じ方向に回転するようになっている。図示の実施例では、従動歯車２６が直接中心歯車１９に噛合しているが、別の中間歯車を間に介在させることによって間接的に中心歯車１９に噛合させても良い。
【００１５】
上記各駆動軸２５には雄螺子が切られていて、雌螺子が切られたナット部材２７がこの雄螺子の部分に螺着され、各駆動軸２５の回転によってこのナット部材２７が、該駆動軸２５に沿って上下動するようになっている。このナット部材２７は、駆動軸２５に螺合する雌螺子部の上部に筒部２８を有していて、この筒部２８を介して内歯歯車１１に連結され、該ナット部材２７の上下動によって内歯歯車１１が、該ナット部材２７と一緒に上下動するようになっている。
【００１６】
上記ナット部材２７の筒部２８内には、上記駆動軸２５の上端部が挿入され、該駆動軸２５の上端部と筒部２８内壁との間には、該駆動軸２５を回転自在に支持するベアリング２９が設けられ、該ベアリング２９が筒部２８の内壁面に沿って摺動自在となっており、これにより、各駆動軸２５が回転してナット部材２７が上下動しても、該駆動軸２５の上端部が上記筒部２８によって確実に支持されるようになっている。即ち上記各駆動軸２５は、下端部を機体１０の軸受部３０にベアリング３１で回転自在に支持されると共に、上端部を上記ナット部材２７（従って内歯歯車１１）に回転自在かつ上下方向に相対的にスライド自在なるように支持されている。
【００１７】
このように、上記駆動軸２５の上端を内歯歯車１１に直接支持させることにより、上端専用の軸受機構が不要となるため、機体１０の狭い場所に該軸受機構を特別に設ける必要がなくなり、装置の構成が一層簡単になると同時に、装置の設計及び組み立ても容易になる。特に、最近のこの種の研磨装置は、研磨精度を高めるための精密で複雑な機構が多く組み込まれることによって装置の内部が非常に複雑に入り組んでいるため、上述したような軸受機構を別途に設けるのは設計上非常に困難である。従って、このような軸受機構を不要にしたことによる効果は非常に大きい。
【００１８】
また、上記駆動軸２５の両端部を機体１０と内歯歯車１１とに支持させ、中間に上記従動歯車２６を取り付けたことにより、該駆動軸２５の振れが完全に防止されて従動歯車２６と中心歯車１９との噛み合いが安定し、位置ずれ等を生じることがない。
【００１９】
なお、図示した実施例では、各駆動軸２５が上下端の２箇所で回転自在に支持されていて、下端の軸受部３０寄りの位置に上記従動歯車２６が取り付けられているが、この従動歯車２６よりやや上部の位置にもう一つ軸受部を設けることにより、３箇所で支持させることもできる。これにより、駆動軸２５の支持及び従動歯車２６と中心歯車１９との噛み合いが一層安定する。
【００２０】
上記内歯歯車１１は、キャリヤ１５に噛合する主ギヤ部３３及び図示しない駆動源に連結された駆動ギヤ部３４を有する回転自在の第１部分１１ａと、上記ナット部材２７に連結されて非回転の第２部分１１ｂとに分かれていて、これらの両部分１１ａ，１１ｂがベアリング手段３６を介して相互に結合されている。しかし、内歯歯車が回転しないタイプの研磨装置においては、該内歯歯車を第１部分と第２部分とに分ける必要はない。
【００２１】
上記構成を有する平面研磨装置において、ワーク１６を研磨するときは、図１の右半部に示すように、モーター２１及び駆動歯車２２で中心歯車１９を一方向に回転させて各駆動軸２５を回転させることにより、ナット部材２７及び内歯歯車１１を所定の高さまで上昇させる。
【００２２】
研磨が終了したワーク１６をキャリヤ１５と一緒にスライドさせて取り出す場合などには、図１の左半部に示すように、モーター２１及び駆動歯車２２で中心歯車１９を逆方向に回転させて各駆動軸２５を回転させることにより、ナット部材２７を下降させて内歯歯車１１を所定の高さまで下降させる。キャリヤ１５との噛合位置を変える場合も同様にして内歯歯車１１の高さを調整する。
【００２３】
かくして、緩み易いチェーンを使用することなく、中心歯車１９と従動歯車２６とからなる歯車機構によって内歯歯車１１を上下動させる方法は、チェーンを使用する場合のような張力付与のためのテンショナー等を一切必要とせず、構造が非常に簡単である。しかも、緩み易いチェーンを使用する場合に多い各駆動軸２５間の回転角が相対的に変化するといった問題が全くないため、内歯歯車１１の水平を出すための調整を行う必要がなく、保守管理も非常に容易である。
【００２４】
なお、太陽歯車１２を内歯歯車１１と一緒に上下動させたい場合は、該太陽歯車１２を上記第２部材に適宜の連結機構を介して連結すれば良い。
【００２５】
また、図示した実施例では、内歯歯車１１及び太陽歯車１２として、歯車基体の内外周に歯を切ったものが示されているが、歯車基体に所定のピッチで複数のピンを植設したピン歯車であっても良いことは勿論である。
更に、本発明は上記実施例の構成に限定されるものではなく、課題を解決し得る構成の範囲内で種々の改変を加え得ることは、ここで改めて述べるほどのことでもなく、至極当たり前のことである。
【００２６】
【発明の効果】
このように本発明によれば、構造が簡単で水平調節のための手数を殆ど必要としない、内歯歯車用の昇降機構を備えた平面研磨装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る研磨装置の好ましい一実施形態を概略的に示す断面図で、右半部は内歯歯車を上昇させた状態を示し、左半部は内歯歯車を下降させた状態を示すものである。
【図２】図１のＡ−Ａにおける断面図である。
【図３】従来例を原理的に示す断面図である。
【符号の説明】
１０  機体                    １１  内歯歯車
１１ａ  第１部分              １１ｂ  第２部分
１３  上定盤                  １４  下定盤
１５  キャリヤ                １６  ワーク
１９  中心歯車                ２２  駆動歯車
２５  駆動軸                  ２６  従動歯車
２７  ナット部材              ２８  筒部
２９  ベアリング              ３３  主ギヤ部
３４  駆動ギヤ部              ３６  ベアリング手段
【図１】
0004070890.tif 000002
【図２】
0004070890.tif 000003
【図３】
0004070890.tif 000004