JP2002028852A - 研磨装置及び研磨方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 下定盤、上定盤、吊下げ機構の芯振れを防止
し、安定した研磨精度が得られるようにする。 【解決手段】 上定盤を吊下げる吊下げ機構のインナー
プレート３８に、その中心部に設けられている孔３９の
周縁部に一対のドライバーフック５９、５９と３つのガ
イドローラー６６、７４、７４とを設ける。ドライバー
フック５９は、孔３９の中心を中心として対向した位置
に一対設けられる。ガイドローラー６６、７４、７４
は、孔３９の周縁部に１２０°間隔ごとに３箇所に設け
られる。上定盤を下降させると、ドライバーフック５９
がドライバー８のドライバーフック用の溝９内に係合す
るとともに、ガイドローラー６６、７４、７４がドライ
バー８のガイドローラー用の溝１０と係合する。３つの
ガイドローラー６６、７４、７４によってドライバー８
の芯振れが抑えられ、上定盤の芯振れが抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体ウエハ等の
円板状の被研磨物の両面を研磨する研磨装置及び研磨方
法に関し、特に、上定盤及び下定盤の芯振れを低減させ
ることができる研磨装置及び研磨方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ等の円板状の被研磨物の両
面を研磨する研磨装置には種々のタイプのものがあり、
例えば、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方
に回転可能かつ昇降可能に設けられる上定盤と、下定盤
の中心部に回転可能に設けられるとともに、外周面に上
下方向に延びる溝が設けられるドライバー１００と、下
定盤の上部に設けられるとともに、下定盤の中心部に位
置するサンギアと下定盤の外周部に位置するインターナ
ルギアとに噛合して公転、自転可能であり、かつ、半導
体ウエハ等の円板状の被研磨物を保持可能なキャリア
と、上定盤側に設けられるとともに、上定盤の下降時に
ドライバー１００のドライバーフック用の溝１０１と係
合可能なドライバーフック１１０とを具えた研磨装置が
知られている（図８参照）。

【０００３】このような構成の研磨装置にあっては、上
定盤を下降させてドライバーフック１１０をドライバー
１００のドライバーフック用の溝１０１内に係合させ、
この状態でドライバー１００を回転させることで、ドラ
イバー１００と一体に上定盤を回転駆動させることがで
きるものである。

【０００４】この場合、ドライバーフック１１０の先端
にはフックローラー１１１が取り付けられていて、この
フックローラー１１１の外周面をドライバー１００のド
ライバーフック用の溝１０１の両側面（周方向の面）に
当接させることで、ドライバー１００が周方向へ芯振れ
を起こすのを防止し、上定盤がその方向に芯振れを起こ
すのを防止している。

【０００５】しかしながら、ドライバーフック１１０の
先端とドライバー１００のドライバーフック用の溝１０
１の底面（半径方向の面）との間には隙間が形成されて
いるため、回転時にドライバー１００が半径方向に微動
し、その方向へ芯振れを起こしてしまい、上定盤がその
方向へ芯振れを起こしてしまい、被研磨物の平坦度が悪
化したり、研磨面の表面粗さが大きくなったりして、研
磨精度が著しく低下しまう。

【０００６】前述した研磨装置に類似する研磨装置が特
開平７−１２４８６３号公報に記載されている。この研
磨装置は、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上
方に回転可能かつ昇降可能に設けられる上定盤と、下定
盤の中心部に回転可能に設けられるとともに、外周面に
上下方向に延びる溝が設けられる伝達ドラムと、下定盤
の上部に設けられるとともに、下定盤の中心部に位置す
るサンギアと下定盤の外周部に位置するインターナルギ
アとに噛合して公転、自転可能であり、かつ被研磨物を
保持可能なキャリアと、上定盤に設けられるとともに、
上定盤の下降時に伝達ドラムの溝と係合可能な爪とを具
えている。

【０００７】このような構成の研磨装置にあっては、上
定盤を下降させて爪を伝達ドラムの溝内に係合させ、こ
の状態で伝達ドラムを回転させることで、伝達ドラムと
一体に上定盤を回転駆動させることができるものであ
る。

【０００８】この場合、爪の先端には転動ローラーが取
り付けられていて、この転動ローラーの外周面を伝達ド
ラムの溝の両側面（周方向の面）に当接させることで、
ドライバーが周方向へ芯振れを起こすのを防止し、上定
盤がその方向へ芯振れを起こすのを防止している。

【０００９】しかしながら、爪の先端と伝達ドラムの溝
の底面（半径方向の面）との間には隙間が形成されてい
るため、回転時に伝達ドラムが半径方向に微動し、その
方向へ芯振れを起こしてしまい、上定盤がその方向へ芯
振れを起こしてしまい、被研磨物の平坦度が悪化した
り、研磨面の表面粗さが大きくなり、研磨精度が著しく
低下してしまう。

【００１０】上記のようなドライバー（又は伝達ドラ
ム）を介しての上定盤の芯振れをなくした研磨装置の一
例が特開平６−２６２５１４号公報に記載されている。

【００１１】この研磨装置は、本願出願人が先に出願し
たものであって、回転可能に設けられる下定盤と、下定
盤の上方に回転可能かつ昇降可能に設けられる上定盤
と、下定盤の中心部に回転可能に設けられるとともに、
外周面に上下方向に延びる溝が設けられるドライバー
と、下定盤の上部に設けられるとともに、下定盤の中心
部に位置するサンギアと下定盤の外周部に位置するイン
ターナルギアとに噛合して公転、自転可能であり、か
つ、被研磨物を保持可能なキャリアと、上定盤に設けら
れるとともに、上定盤の下降時にドライバーの溝と係合
可能なドライバーフックと、上定盤と定盤吊りとの間に
設けられる防振装置とを具えている。

【００１２】このような構成の研磨装置にあっては、上
定盤の上下方向への振れは、防振装置によって被研磨物
の研磨精度に影響を及ぼさない程度に低減させることが
できるが、上定盤の周方向及び半径方向への振れは、防
振装置によっても被研磨物の研磨精度に影響を及ぼさな
い程度に低減させることが困難である。

【００１３】特開平１０−２７７９２６号公報に記載さ
れている研磨装置も本願出願人が先に出願したものであ
って、回転可能に設けられる下定盤と、下定盤の上方に
回転可能かつ昇降可能に設けられる上定盤と、下定盤の
中心部に回転可能に設けられるとともに、外周面に上下
方向に延びる溝が設けられるドライバーと、下定盤の上
部に設けられるとともに、下定盤の中心部に位置するキ
ャリアと下定盤の外周部に位置するインターナルギアと
に噛合して公転、自転可能であり、かつ、被研磨物を保
持可能なキャリアと、上定盤に設けられるとともに、上
定盤の下降時にドライバーの溝内に係合可能であるとと
もに、取付け部材を介して上定盤に取り付けられて、上
定盤の軸線と直交する方向に変位可能なドライバーフッ
クとを具えている。

【００１４】このような構成の研磨装置にあっては、ド
ライバーの溝内にドライバーフックを係合させる場合
に、ドライバーフックが上定盤の軸線と直交する方向に
変位することで、上定盤とドライバーとの軸線にずれが
生じるのを防止し、両者の軸線のずれによる振動の発生
を防止し、振動の発生によって研磨精度が低下するのを
防止することができるものである。

【００１５】しかしながら、ドライバーフックに上定盤
の軸線と直交する方向に自由度をもたせているため、そ
の方向にドライバーが微動し、その方向へドライバーが
芯振れを起こしてしまい、上定盤がその方向に芯振れを
起こしてしまい、被研磨物の研磨精度が著しく低下して
しまう。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】この発明は前記のよう
な従来のもののもつ問題点を解決したものであって、ド
ライバーが半径方向、周方向へ芯振れを起こすのを防止
し、これにより、上定盤がその方向へ芯振れを起こすの
を防止し、被研磨物の研磨精度を大幅に高めることがで
きる研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする
ものである。また、下定盤が半径方向、周方向へ芯振れ
を起こすのを防止し、これにより、研磨精度をさらに高
めることができる研磨装置及び研磨方法を提供すること
を目的とするものである。

【００１７】

【問題点を解決するための手段】上記のような問題点を
解決するためにこの発明による研磨装置は、回転可能に
設けられる下定盤と、前記下定盤の上方に対向して設け
られるとともに、回転可能かつ昇降可能な上定盤と、前
記下定盤と前記上定盤との間に設けられるとともに、被
研磨物を保持可能なキャリアと、前記下定盤の中心部に
回転可能に設けられるドライバーと、前記上定盤側に設
けられるとともに、上定盤の下降時に前記ドライバーに
係合するドライバーフックとを具えた研磨装置におい
て、前記上定盤側に、上定盤を下降させた時に前記ドラ
イバーの外周面に当接するガイドローラーを複数設けた
手段を採用したものである。また、前記ガイドローラー
を、前記上定盤側に少なくとも３つ以上設けた手段を採
用したものである。さらに、前記下定盤は下定盤受けに
よって回転自在に支持され、前記下定盤と前記下定盤受
けとの間に凹部と凸部とからなる嵌め込み機構を設けた
手段を採用したものである。さらに、前記ガイドローラ
ーの全てを可動式とした手段を採用したものである。そ
して、前記ガイドローラーの少なくとも1つを固定式と
するとともに、残りを可動式とした手段を採用したもの
である。また、この発明による研磨方法は、回転可能に
設けられる下定盤と、前記下定盤の上方に対向して設け
られるとともに、回転可能かつ昇降可能な上定盤と、前
記下定盤と前記上定盤との間に公転、自転可能に設けら
れるとともに、被研磨物を保持可能なキャリアと、前記
下定盤の中心部に回転可能に設けられるドライバーと、
前記上定盤に設けられるとともに、上定盤の下降時に前
記ドライバーに係合するドライバーフックとを具え、前
記キャリアを前記下定盤と前記上定盤との間で挟持し、
この状態で前記キャリアを公転、自転させることによ
り、前記被研磨物を研磨する研磨方法において、前記上
定盤側に、上定盤を下降させた時に前記ドライバーの外
周面に当接するガイドローラーを複数設けた手段を採用
したものである。さらに、前記ガイドローラーを、前記
上定盤側に少なくとも３つ以上設けた手段を採用したも
のである。さらに、前記下定盤は下定盤受けによって回
転自在に支持され、前記下定盤と前記下定盤受けとの間
に凹部と凸部とからなる嵌め込み機構を設けた手段を採
用したものである。さらに、前記ガイドローラーの全て
を可動式とした手段を採用したものである。そして、前
記ガイドローラーの少なくとも1つを固定式とするとと
もに、残りを可動式とした手段を採用したものである。

【００１８】

【作用】この発明による研磨装置及び研磨方法は、前記
のような手段を採用したことにより、上定盤の下降時
に、フックがドライバーに係合するとともに、複数のガ
イドローラーがドライバーの外周面に当接することにな
る。したがって、ドライバー及び上定盤の芯振れが抑制
された状態で研磨が行われることになる。また、下定盤
と下定盤受けとの間に凹部と凸部とからなる嵌め込み機
構が設けられることになるので、下定盤の芯振れも抑制
された状態で研磨が行われることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面に示すこの発明の実施
の形態について説明する。図１〜図７には、この発明に
よる研磨装置の一実施の形態が示されていて、この研磨
装置は、回転可能に設けられる下定盤１と、下定盤１の
上方に回転可能かつ昇降可能に設けられる上定盤２０
と、下定盤１の中心部に回転可能に設けられるサンギア
１２と、下定盤１の外周部に回転可能に設けられるイン
ターナルギア１４と、下定盤１の上部に設けられるとと
もに、サンギア１２とインターナルギア１４とに噛合し
て公転、自転可能であり、かつ、半導体ウエハ等の円板
状の被研磨物１９を保持可能なキャリア１６と、下定盤
１の中心部に回転可能に設けられるドライバー８と、上
定盤２０を吊り下げる吊下げ機構３４と、被研磨物１９
に対する荷重を調整する荷重調整機構２２と、上定盤２
０、吊下げ機構３４及び荷重調整機構２２を一体に昇降
させる昇降機構４８と、上定盤２０の下降時に上定盤２
０とドライバー８とを連結するドライバーフック５９
と、ドライバー８及び上定盤２０の芯振れを抑えるガイ
ドローラー６６、７４とを具えている。

【００２０】下定盤１は、円板状に形成されるものであ
って、中心部には上下方向に貫通する孔２が設けられ、
この孔２内を後述するドライバー８が挿通するようにな
っている。下定盤１は、下定盤１の下方に位置する下定
盤受け３によって回転可能に支持されるようになってい
る。下定盤受け３は、その下方に位置する駆動源（図示
せず）に連結され、駆動源の作動時に水平方向に回転駆
動するようになっている。下定盤１と下定盤受け３とは
ボルト４等を介して一体に連結され、駆動源の作動時に
一体に水平方向に回転駆動するようになっている。

【００２１】下定盤１と下定盤受け３との間には嵌め込
み機構５が設けられている。嵌め込み機構５は、下定盤
１の下定盤受け３と対向する部分に設けられる凹部６
と、この凹部６に対応する下定盤受け３の部分に設けら
れるとともに、凹部６と相互に嵌合する凸部７とからな
るものであって、この嵌め込み機構５によって下定盤１
が下定盤受け３に対して半径方向及び周方向に相対的に
ずれるのを抑えることができ、回転時における下定盤１
の半径方向及び周方向への振れを小さく抑えることがで
きるものである。

【００２２】下定盤１の凹部６と下定盤受け３の凸部７
との間には、両者を相互に嵌合させた場合に、半径方向
及び周方向に対して４０μｍ程度のガタが形成されるよ
うになっている。そして、このガタにより下定盤１の下
定盤受け３に対する取付け位置を微調整することができ
るものである。なお、図示はしないが、下定盤１側に凸
部を設けるとともに、下定盤受け３側に凹部を設けて、
両者を相互に嵌合させるように構成してもよいものであ
る。

【００２３】ドライバー８は、円柱状に形成されるもの
であって、シャフト１１を介して下定盤１の下方に位置
する駆動源（図示せず）に連結され、駆動源の作動時に
水平方向に回転するようになっている。ドライバー８
は、下定盤１の中心部の孔２及び後述する上定盤２０の
中心部の孔２１を挿通して上端部が上定盤２０よりも上
方に突出するようになっている。

【００２４】ドライバー８の外周面には、上下方向に延
びるドライバーフック用の溝９が周方向に向かって所定
の間隔ごと（９０°間隔ごと）に４箇所に設けられ、こ
れらのドライバーフック用の溝９、９、９、９のうちの
対向する２つのドライバーフック用の溝９、９内に後述
するドライバーフック５９がそれぞれ係合するようにな
っている。また、ドライバー８の外周面には、上下方向
に延びるガイドローラー用の溝１０が周方向に向かって
所定の間隔ごと（１２０°間隔ごと）に３箇所に設けら
れ、このガイドローラー用の溝１０、１０、１０内に後
述するガイドローラー６６、７４がそれぞれ係合するよ
うになっている。

【００２５】サンギア１２は、下定盤１の孔２とドライ
バー８のシャフト１１との間に設けられる環状をなすも
のであって、外周面に所定のギア１３が設けられるよう
になっている。サンギア１２は、下定盤１の下方に位置
する駆動源（図示せず）に連結され、駆動源の作動時に
水平方向に回転するようになっている。

【００２６】インターナルギア１４は、下定盤１の外周
側に設けられる環状をなすものであって、内周面に所定
のギア１５が設けられるようになっている。インターナ
ルギア１４は、下定盤１の下方に位置する駆動源（図示
せず）に連結され、駆動源の作動時に水平方向に回転す
るようになっている。

【００２７】キャリア１６は、円板状に形成されるもの
であって、複数箇所に上下方向に貫通する孔１８が設け
られ、この孔１８内に半導体ウエハ等の円板状の被研磨
物１９が装填されるようになっている。キャリア１６の
外周面には所定のギア１７が設けられ、このギア１７と
サンギア１２のギア１３及びインターナルギア１４のギ
ア１５とが相互に噛合するようになっており、サンギア
１２及びインターナルギア１４の回転時にキャリア１６
が公転、自転するようになっている。なお、キャリア１
６は、サンギア１２とインターナルギア１４との間に少
なくとも１枚設ければよいものである。

【００２８】上定盤２０は、円板状に形成されるもので
あって、中心部には上下方向に貫通する孔２が設けら
れ、この孔２内をドライバー８が挿通するようになって
いる。上定盤２０は、後述するドライバーフック５９を
介してドライバー８に連結され、ドライバー８の回転時
にドライバーフック５９を介してドライバー８と一体に
水平方向に回転駆動するようになっている。

【００２９】上定盤２０は、吊下げ機構３４及び荷重調
整機構２２を介して昇降機構４８に連結され、昇降機構
４８の作動時に吊下げ機構３４及び荷重調整機構２２を
介して上下方向に昇降するようになっている。

【００３０】荷重調整機構２２は、後述する昇降機構４
８のアーム５５内に設けられるものであって、一端が後
述する吊下げ機構３４のストッパー４３に連結される鋼
製又は合成樹脂製のロープ２３と、ロープ２３の他端に
取り付けられる重り２４と、ロープ２３を支持する一対
の滑車２９、２９とを具えたものであって、重り２４に
よる荷重を上定盤２０の自重による荷重と逆方向に作用
させるように構成したものである。

【００３１】各滑車２９は、昇降機構４８のアーム５５
の側板５８、５８間に架設されている支持軸３１に軸受
（図示せず）を介して回転自在に取り付けられるように
なっている。各滑車２９の外周面の溝３０内にはロープ
２３が掛着されるようになっている。ロープ２３の一端
は上定盤２０側に連結されるとともに、他端は重り２４
側に連結され、これにより、重り２４の重量による荷重
をロープ２３を介して上定盤２０側に作用させることが
できるものである。

【００３２】重り２４は、上端がロープ２３の他端に連
結される棒状の積載軸２５と、積載軸２５に積載される
複数枚の円板状の重り片２６とから構成されるものであ
って、積載軸２５の重量に重り片２６の重量を加えたも
のが重り２４の総重量となるものである。したがって、
重り片２６の枚数、個々の重り片２６の重量を調整する
ことで、重り２４の総重量、すなわち重り２４の重量に
よる荷重の大きさを調整することができるものである。
そして、上定盤２０の自重と重り２４の重量による荷重
の大きさの差が実際に被研磨物１９に作用する荷重の大
きさとなるものである。なお、重り片２６の形状は円板
状に限定することなく他の形状であってもよいものであ
り、積載軸２５の形状も棒状に限定することなく、重り
片２６を積載できるものであればどのような形状、構造
であってもよいものである。

【００３３】各重り片２６の中心部には積載軸２５を挿
通させるための積載軸用の孔２７が貫通した状態で設け
られ、この積載軸用の孔２７を介して各重り片２６が積
載軸２５に積載されるものである。各重り片２６の各積
載軸用の孔２７の近傍にはそれぞれ案内軸用の孔２８が
貫通した状態で設けられ、この案内軸用の孔２８内に昇
降機構４８のアーム５５の下板５７側に立設されている
案内軸３２を挿通させることで、重り２４が昇降自在に
案内されるものである。案内軸３２の下端部外周面には
環状のカラー３３が嵌合され、このカラー３３の上端に
重り２４の下端を当接させることで、それ以上の重り２
４の下降を制限することができるものである。

【００３４】吊下げ機構３４は、吊り板３５と、吊り板
３５の下面周縁部にボルト３６等を介して取り付けられ
る複数本の棒状のスタッド３７と、スタッド３７の下端
にボルト等を介して取り付けられるとともに、中心部に
上下方向に貫通する孔３９を有する三角板状のインナー
プレート３８と、吊り板３５の上部中央部に取り付けら
れる軸受４０と、軸受４０の上部に取り付けられるとと
もに、軸受４０に対して回転自在なジョイントプレート
４１と、ジョイントプレート４１の上部に立設される２
本のスライド軸４２、４２と、スライド軸４２、４２の
上端に取り付けられるストッパー４３とから構成される
ものであって、インナープレート３８の下面側にボルト
等を介して上定盤２０が取り付けられるとともに、スト
ッパー４３の上部中央部に荷重調整機構２２のロープ２
３の一端が連結されるようになっている。

【００３５】スライド軸４２、４２は、後述する昇降機
構４８のアーム５５の下板５７側に設けられている案内
板４５を挿通している筒状の軸受４６の内周側を挿通
し、これにより吊下げ機構３４及び上定盤２０が昇降自
在に案内されるものである。

【００３６】ストッパー４３は、その下端を軸受４６の
上端に当接させることにより、上定盤２０のそれ以上の
下降を制限することができるものである。２本のスライ
ド軸４２、４２の下端部には環状のカラー４７、４７が
それぞれ嵌合され、このカラー４７、４７の上端を軸受
４６の下端に当接させることにより、上定盤２０のそれ
以上の上昇を制限することができるものである。

【００３７】昇降機構４８は、昇降用シリンダ４９と、
昇降用シリンダ４９のロッド５３に連結される昇降軸５
４と、昇降軸５４の上端部に連結されるアーム５５とか
ら構成されるものであって、アーム５５の内部に前記し
た荷重調整機構２２が設けられるものである。

【００３８】昇降用シリンダ４９は、基枠５０に支持軸
５１を介して取り付けられる支持板５２に取り付けられ
るものであって、昇降用シリンダ４９に空気圧、油圧、
又は電気を供給することにより、ロッド５３を上下方向
に進退させることができるものである。

【００３９】ロッド５３の先端部には中空の昇降軸５４
の下端部がボルト等を介して取り付けられるとともに、
昇降軸５４の上端部にはアーム５５がボルト等を介して
取り付けられるようになっている。

【００４０】アーム５５は、昇降軸５４の軸線と直交す
る方向（水平方向）に延出する角筒状をなすものであっ
て、上板５６と下板５７と２枚の側板５８、５８とから
構成され、これらの板５６、５７、５８、５８によって
囲まれる空間部分に前記した荷重調整機構２２が設けら
れるようになっている。

【００４１】吊下げ機構３４のインナープレート３８の
上面側の孔３９の中心を中心として対向する位置には、
一対のドライバーフック５９、５９が設けられるように
なっている。

【００４２】ドライバーフック５９は、インナープレー
ト３８にボルト６１によって固定されるドライバーフッ
クガイド６０と、ドライバーフックガイド６０に回転自
在に取り付けられるフックシャフト６２と、フックシャ
フト６２の先端部に回転自在に取り付けられるフックロ
ーラー６３と、フックシャフト６２に装着されるととも
に、フックローラー６３のフックシャフト６２からの脱
落を防止するＥ型止め具６４とから構成されている。

【００４３】そして、ドライバーフック５９のフックシ
ャフト６２を下方へ回転させて、フックローラー６３を
含むフックシャフト６２の先端部をドライバー８のドラ
イバーフック用の溝９内に係合させることで、ドライバ
ー８と上定盤２０とを連結することができ、ドライバー
８の回転時にドライバーフック５９を介してドライバー
８と一体に上定盤２０を回転駆動させることができるも
のである。

【００４４】インナープレート３８の上面側の孔３９の
周縁部の同心円上には、周方向に向かって１２０°間隔
ごとに３つのガイドローラー６６、７４、７４が設けら
れている。

【００４５】ガイドローラー６６、７４、７４には可動
式と固定式とがあり、可動式のガイドローラー６６は、
インナープレート３８にボルト６９によって固定される
ガイドブロック６７と、ガイドブロック６７に回転自在
に取り付けられるガイドプレート７０と、ガイドプレー
ト７０の先端部に取り付けられるローラーシャフト７１
と、ローラーシャフト７１に回転自在に取り付けられる
とともに、ドライバー８の外周面のガイドローラー用の
溝１０と係合し、その溝１０に沿って可動可能なフック
ローラー７２と、ローラーシャフト７１に装着されると
ともに、フックローラー７２がローラーシャフト７１か
ら脱落するのを防止するＥ型止め具７３とから構成され
ている。

【００４６】ガイドプレート７０にはプランジャー（例
えば、ばね）が装着され（図示せず）、このプランジャ
ーの付勢力により、フックローラー７２がドライバー８
の外周面のガイドローラー用の溝１０と係合している状
態、又はフックローラー７２がドライバー８の外周面の
ガイドローラー用の溝１０から離れて係合が解除された
状態に保持することができるものである。

【００４７】固定式のガイドローラー７４は、インナー
プレート３８にボルト７７によって取り付けられるロー
ラーガイド７５と、ローラーガイド７５の先端部に取り
付けられるローラーシャフト７８と、ローラーシャフト
７８に回転自在に取り付けられるとともに、ドライバー
８の外周面のガイドローラー用の溝１０と係合し、その
溝１０に沿って可動可能なフックローラー７９と、ロー
ラーシャフト７８に装着されるとともに、フックローラ
ー７９がローラーシャフト７８から脱落するのを防止す
るＥ型止め具８０とから構成されている。

【００４８】可動式のガイドローラー６６のガイドブロ
ック６７及び固定式のガイドローラー７４のローラーガ
イド７５にはボルト６９、７７を挿通させるためのばか
孔６８、７６がそれぞれ２箇所に設けられ、このばか孔
６８、７６によって可動式のガイドローラー６６及び固
定式のガイドローラー７４の取付け位置を微調整するこ
とができるものである。したがって、これらのガイドロ
ーラー６６、７４の取付け 位置を微調整すること
により、ドライバー８の芯の微調整、及び上定盤２０の
芯の微調整をすることができるものである。

【００４９】従来の研磨装置では、上定盤の円周振れが
生じ、これによりドライバーが多少傾いてスタッド等に
振れてしまい、上下抵抗の発生原因となっていたが、上
記のように、一対のドライバーフック５９、５９の他に
３つのガイドローラー６６、７４、７４を１２０°間隔
ごとに設けることにより、上定盤２０の円周振れをなく
し、芯振れの殆どない安定した状態で研磨を進めること
ができるものである。

【００５０】なお、この実施の形態においては、３つの
ガイドローラー６６、７４、７４のうち２つを固定式と
し、１つを可動式としているが、１つを固定式とし、２
つを可動式としてもよいものであり、３つを全て可動式
としてもよいものである。

【００５１】固定式のガイドローラー７４の場合は、ロ
ーラーガイド７５がインナープレート３８に固定されて
いるので、研磨開始前に被研磨物１９をキャリア１６の
孔１８内へ装填し、その後、上定盤２０と吊り下げ機構
３４とを昇降機構４８によって下降させて、ドライバー
フック５９、５９をドライバー８の外周面のドライバー
フック用の溝９、９内に係合させる際に邪魔になってし
まうことがある。可動式のガイドローラー６６の場合
は、ガイドブロック６７が上下方向に可動でき、ガイド
ブロック６７が上へ向いたままフリーの状態なので、ド
ライバー８周辺の状況が確認できるため、作業性が向上
するとともに、作業時間を短縮することができるもので
ある。

【００５２】なお、前記のように、ガイドローラー６
６、７４、７４は、固定式と可動式の２種類あるが、固
定式のガイドローラー７４の場合は、フックローラー７
９を具備したローラーガイド７５が上定盤２０と平行な
方向に固定されているため、ドライバー８の円周方向の
振れのみを主に低減する効果があるものである。これに
対して、可動式のガイドローラー６６は、フックローラ
ー７２を具備したガイドプレート７０が上下方向に回転
自在となっているので、ドライバー８の円周方向に加え
て上下方向の振れに対しても振れを低減することができ
るものである。

【００５３】次に、前記したこの発明による研磨装置の
作用について説明する。上記のような構成の研磨装置に
よって被研磨物１９の研磨を行う前に、下定盤１、上定
盤２０及び吊下げ機構３４の芯出しを行う。まず、下定
盤１を静止させた状態で下定盤１の側面にダイヤルゲー
ジの触針（図示せず）を接触させ、この位置でダイヤル
ゲージの零点位置を調整する。

【００５４】次に、下定盤１を回転させてダイヤルゲー
ジの目盛りの値を読み取り、下定盤１の振れの大きさを
測定する。この場合、ダイヤルゲージによる測定値が大
きいほど下定盤１の振れ幅が大きいことになる。

【００５５】次に、下定盤１又は下定盤受け３の側面を
木槌、ハンマー等で水平方向に叩き、それらを水平方向
にずらし、下定盤受け３に対する下定盤１の位置を微調
整する。このようにして、下定盤１の芯出しを一度行う
ことにより、下定盤１と下定盤受け３との間の嵌め込み
機構５により、長時間使用しても、下定盤１が芯出しし
た位置から殆どずれることはなく、下定盤１の芯振れを
抑えることができるものである。

【００５６】そして、下定盤１の芯出しが終了した後
に、上定盤２０及び吊下げ機構３４の芯出しを行う。こ
の場合、まず、上定盤２０と下定盤１の間にキャリア１
６を挟まず、上定盤２０と下定盤１とを直接に接触させ
てマッチング時の芯出しを行い、次に、キャリア１６を
上定盤２０と下定盤１との間に挟み込んでキャリア擦り
時の芯出しを行う。

【００５７】マッチング時の芯出しにおいては、まず、
上定盤２０を昇降機構４８によって下方へ下げて下定盤
１と接触させ、吊下げ機構３４のインナープレート３８
に取り付けられている２つのドライバーフック５９、５
９を手で倒し、そのフックローラー６３、６３をドライ
バー８の外周面のドライバーフック用の溝９、９内へ係
合させる。

【００５８】次に、可動式のガイドローラー６６を、上
向きに自由になっているガイドプレート７０を下向きへ
回転させて、ドライバー８に設けられているガイドロー
ラー用の溝１０内へ係合させ、ガイドプレート７０に設
けられているプランジャーによりその状態に保持する。

【００５９】そして、下定盤１及び上定盤２０を停止さ
せた状態で、ジョイントプレート４１の側面にダイヤル
ゲージの触針を接触させ、この位置で零点位置調整す
る。そして、下定盤１及び上定盤２０を回転させてダイ
ヤルゲージの目盛りの値を読み取り、この値が大きく芯
振れ幅が大きい場合には、３つのガイドローラー６６、
７４、７４を固定しているボルト６９、７７をそれぞれ
緩めてそれらを微動させ、ドライバー８の位置を微調整
し、この後に再度、ダイヤルゲージで芯振れ幅を測定
し、芯振れ幅が所望の値になるまで前記作業を繰り返
す。

【００６０】そして、マッチングの芯出しが終了した後
にキャリア擦り時の芯出しを行う。この芯出しは、前述
したように、上定盤２０と下定盤１の間にキャリア１６
を挟み込んだ状態で行うものであり、下定盤１の上部に
キャリア１６をセッティングし、上定盤２０を昇降機構
４８によって下方へ下げてキャリア１６に接触させ、マ
ッチング時の芯出しと同じ作業を繰り返す。そして、芯
振れ幅が所望の値以下になることにより、キャリア擦り
時の芯出しが終了する。

【００６１】前記のように、２段階にわたる芯出しを行
うことにより、上定盤２０、下定盤１、及び吊下げ機構
３４の芯を完全に調整することができ、被研磨物１９の
研磨中におけるそれらの芯振れ、上下振れを確実に抑制
することができるものである。

【００６２】実際に、下定盤１、上定盤２０、及び吊下
げ機構３４の芯出しを行った結果、ジョイントプレート
４１の位置での芯振れ幅は３０μｍ程度となり、かなり
小さい値になった。なお、この場合、ガイドローラー６
６、６６、６６には３つとも可動式のものを使用してい
る。

【００６３】一方、従来の研磨装置で同様に芯出しを行
ったところ、芯振れ幅は２００μｍ程度となり、本発明
による研磨装置に比較してかなり大きいことがわかっ
た。

【００６４】上記のように、この発明による研磨装置
は、上定盤２０、下定盤１、及び吊下げ機構３４の芯振
れ、上下振れを低減させることができるので、安定した
被研磨物１９の研磨を実現することができるものであ
る。

【００６５】また、従来のように、ガイドローラーが無
い場合、手でドライバーフックを倒し込んでドライバー
の溝へフックシャフトを押し込むと、ドライバーの芯が
ずれたまま回転してしまい、この場合は遠心力で芯が修
正されない限り元には戻らないので、偏ったまま研磨さ
れてしまうことになるが、この発明による研磨装置は、
ガイドローラー６６、７４、７４を３つ以上設けるてい
るので、ドライバー８自体の芯のずれをガイドローラー
６６、７４、７４によって抑制でき、ドライバー８及び
上定盤２０の芯がずれることはなく、芯振れの発生して
いない状態で研磨を進めることができるものである。

【００６６】そして、前記のように、上定盤２０、下定
盤１、及び吊下げ機構３４の芯出しを行った後に、被研
磨物１９をキャリア１６の孔１８内に装填し、昇降機構
４８を作動させて上定盤２０及び吊下げ機構３４を一体
に下方へ下げ、上定盤２０を被研磨物１９に接触させ、
被研磨物１９を上定盤２０と下定盤１との間で挟み込
む。そして、吊下げ機構３４に設けられている一対のド
ライバーフック５９、５９を下向きに回転させ、ドライ
バー８のドライバーフック用の溝９内へ係合させ、ドラ
イバー８と上定盤２０とをドライバーフック５９、５９
を介して連結する。

【００６７】そして、可動式のガイドローラー６６を、
上方を向いているガイドプレート７０を下方へ回転させ
て、ドライバー８に設けられているガイドローラー用の
溝１０へ係合させ、ガイドプレート７０に設けられてい
るプランジャーによりその状態に保持する。これによ
り、ドライバー８の芯の位置が固定される。

【００６８】なお、被研磨物１９に加わる荷重は、上定
盤２０の自重から荷重調整機構２２に具えられた重り２
４の荷重を引いた値となるので、被研磨物１９の種類、
形状によって最適な荷重を設定することができる。ま
た、研磨の第一段階では被研磨物１９に加わる荷重を大
きくして研磨速度を速くし、次に、第二段階として荷重
を小さくして研磨速度を遅くして仕上げ研磨を行うとい
ったこともできる。

【００６９】このようにして、全てのセッティングが完
了した後に、下定盤１、上定盤２０、サンギア１２、イ
ンターナルギア１４を回転させて、両定盤１、２０間で
キャリア１６を公転、自転させることにより、キャリア
１６に保持した被研磨物１９の上下面を研磨することが
できるものである。

【００７０】上記のように構成したこの実施の形態によ
る研磨装置にあっては、下定盤１、上定盤２０、及び吊
下げ機構３４の芯出しを完全に行った後に、研磨を開始
するため、研磨中に芯振れが発生するようなことはな
く、安定して被研磨物１９の研磨を行うことができるこ
とになり、被研磨物１９の研磨面をむらがなく一定の研
磨精度で仕上げることができるものである。

【００７１】

【発明の効果】この発明は前記のように構成したことに
より、上定盤側にはドライバーフックの他に、複数のガ
イドローラーが設けられ、上定盤の下降時にドライバー
フックがドライバーに係合し、ガイドローラーがドライ
バーの外周面に当接することになるので、上定盤の円周
振れを抑制することができ、円周振れによってドライバ
ーが傾くことにより生じる上下抵抗によって円滑な上定
盤の昇降が妨げられるのを防ぐことができる。また、円
周振れによって被研磨物にかかる加圧力が変動して、被
研磨物の研磨面に加工むらが生じたり、均一な研磨が阻
害されるのを防ぐことができ、研磨精度の向上を図るこ
とができる。そして、ガイドローラーによってドライバ
ー及び上定盤の芯振れを防止することができるので、長
期的にドライバー及び上定盤が芯振れを起こしていない
状態で被研磨物の研磨を行うことができ、被研磨物の研
磨精度を大幅に高めることができることになる。また、
下定盤と下定盤受けとの間に嵌め込み機構を設けたこと
により、下定盤の芯振れを防ぐことができ、これによっ
ても、被研磨物の研磨精度を高めることができることに
なる。さらに、下定盤と下定盤受けとの間の嵌め込み機
構により、下定盤の芯出しを一度行っておくことによ
り、長期間下定盤が芯振れを起こすのを防止できること
になり、研磨精度を大幅に高めることができることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による研磨装置の一実施の形態を示し
た概略正面図である。

【図２】図１に示すものの右側面図である。

【図３】上定盤及び吊下げ機構を吊下げた状態を示した
説明図である。

【図４】一対のドライバーフックの方向（図７のＡ−Ａ
´方向）の断面図である。

【図５】１つの可動式のガイドローラーに水平方向な方
向（図７のＢ−Ｂ´方向）での断面図である。

【図６】固定式のガイドローラー、及びそれに接するド
ライバー近傍の拡大図である。

【図７】図１に示す研磨装置において、吊下げ機構より
下側を真上から見た場合の概略図である。

【図８】従来の研磨装置において、吊下げ機構より下側
を真上から見た場合の概略図である。

【符号の説明】

１……下定盤 ２……孔 ３……下定盤受け ４……ボルト ５……嵌め込み機構 ６……凹部 ７……凸部 ８、１００……ドライバー ９、１０１……ドライバーフック用の溝 １０……ガイドローラー用の溝 １１……シャフト １２……サンギア １３……ギア １４……インターナルギア １５……ギア １６……キャリア １７……ギア １８……孔 １９……被研磨物 ２０……上定盤 ２１……孔 ２２……荷重調整機構 ２３……ロープ ２４……重り ２５……積載軸 ２６……重り片 ２７……積載軸用の孔 ２８……案内軸用の孔 ２９……滑車 ３０……溝 ３１……支持軸 ３２……案内軸 ３３……カラー ３４……吊下げ機構 ３５……吊り板 ３６……ボルト ３７……スタッド ３８……インナープレート ３９……孔 ４０……軸受 ４１……ジョイントプレート ４２……スライド軸 ４３……ストッパー ４４……ボルト ４５……案内板 ４６……軸受 ４７……カラー ４８……昇降機構 ４９……昇降用シリンダ ５０……基枠 ５１……支持軸 ５２……支持板 ５３……ロッド ５４……昇降軸 ５５……アーム ５６……上板 ５７……下板 ５８……側板 ５９、１１０……ドライバーフック ６０……ドライバーフックガイド ６１……ボルト ６２……フックシャフト ６３、１１１……フックローラー ６４……Ｅ型止め具 ６６……可動式のガイドローラー ６７……ガイドブロック ６８……ばか穴 ６９……ボルト ７０……ガイドプレート ７１……ローラーシャフト ７２……フックローラー ７３……Ｅ型止め具 ７４……固定式のガイドローラー ７５……ローラーガイド ７６……ばか穴 ７７……ボルト ７８……ローラーシャフト ７９……フックローラー ８０……Ｅ型止め具

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転可能に設けられる下定盤と、前記下
   定盤の上方に対向して設けられるとともに、回転可能か
   つ昇降可能な上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間
   に設けられるとともに、被研磨物を保持可能なキャリア
   と、前記下定盤の中心部に回転可能に設けられるドライ
   バーと、前記上定盤側に設けられるとともに、上定盤の
   下降時に前記ドライバーに係合するドライバーフックと
   を具えた研磨装置において、 前記上定盤側に、上定盤を下降させた時に前記ドライバ
   ーの外周面に当接するガイドローラーを複数設けたこと
   を特徴とする研磨装置。
2. 【請求項２】 前記ガイドローラーを、前記上定盤側に
   少なくとも３つ以上設けた請求項１に記載の研磨装置。
3. 【請求項３】 前記下定盤は下定盤受けによって回転自
   在に支持され、前記下定盤と前記下定盤受けとの間に凹
   部と凸部とからなる嵌め込み機構を設けた請求項１又は
   ２に記載の研磨装置。
4. 【請求項４】 前記ガイドローラーの全てを可動式とし
   た請求項１〜３に記載の研磨装置。
5. 【請求項５】 前記ガイドローラーの少なくとも1つを
   固定式とするとともに、残りを可動式とした請求項１〜
   ３に記載の研磨装置。
6. 【請求項６】 回転可能に設けられる下定盤と、前記下
   定盤の上方に対向して設けられるとともに、回転可能か
   つ昇降可能な上定盤と、前記下定盤と前記上定盤との間
   に公転、自転可能に設けられるとともに、被研磨物を保
   持可能なキャリアと、前記下定盤の中心部に回転可能に
   設けられるドライバーと、前記上定盤に設けられるとと
   もに、上定盤の下降時に前記ドライバーに係合するドラ
   イバーフックとを具え、前記キャリアを前記下定盤と前
   記上定盤との間で挟持し、この状態で前記キャリアを公
   転、自転させることにより、前記被研磨物を研磨する研
   磨方法において、 前記上定盤側に、上定盤を下降させた時に前記ドライバ
   ーの外周面に当接するガイドローラーを複数設けたこと
   を特徴とする研磨方法。
7. 【請求項７】 前記ガイドローラーを、前記上定盤側に
   少なくとも３つ以上設けた請求項６に記載の研磨方法。
8. 【請求項８】 前記下定盤は下定盤受けによって回転自
   在に支持され、前記下定盤と前記下定盤受けとの間に凹
   部と凸部とからなる嵌め込み機構を設けた請求項６又は
   ７に記載の研磨方法。
9. 【請求項９】 前記ガイドローラーの全てを可動式とし
   た請求項６〜８に記載の研磨方法。
10. 【請求項１０】 前記ガイドローラーの少なくとも1つ
    を固定式とするとともに、残りを可動式とした請求項６
    〜８に記載の研磨方法。