| 【発明の名称】 |
脆性薄板の平面研磨における保持装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】岸田 信一
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| 【要約】 |
【課題】脆性薄板をワーク９とする平面研磨において、キャリヤ板７の内側開口部８内にワーク９を収容する際、双方の間に、着脱交換操作が比較的容易でありながら、装着時におけるキャリヤ板７への密着性が強大であって遊星運動を確実に伝えることができ、しかも、離脱するおそれのない係合手段を備えた緩衝材１０を提供する。
【解決手段】基端部の幅よりも先端部の幅の方が広いクサビ形突部７１とクサビ形凹部７２とをキャリヤ板７の内側開口部８に沿って交互に配設する一方、クサビ形凹部７２の両側縁間長さＬよりも僅かに幅広の両側縁間長さＬ1 を有するクサビ形突部１０１とクサビ形突部７１の両側縁間長さＭよりも僅かに幅狭の両側縁間長さＭ1 を有するクサビ形凹部１０２とを緩衝帯１０の外側縁に沿って交互に配設し、クサビ形突部１０１の両側縁間長さＬ1 を対向方向に圧縮して両側縁間長さＬに短縮させた状態でクサビ形凹部７２に圧入して係合させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一対の定盤の間における中心部に駆動用のサンギヤを、その周辺部にそのサンギヤと同芯のインターナルギヤを対設し、それら双方のギヤに噛合する遊星ギヤを周面に備えたキャリヤ板を介装し、そのキャリヤ板の内側開口部にワークを収容して、そのワークの表裏両面を遊星ギヤ運動によって研磨する平面ラップ盤において、基端部の幅よりも先端部の幅が広いクサビ形突部とクサビ形凹部を交互に配した第１のクサビ形凹突を前記キャリヤ板の内側開口部に沿って設ける一方、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部の両側縁間長さよりも僅かに幅広の両側縁間長さを有するクサビ形突部と、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形突部の両側縁間長さよりも僅かに幅狭の両側縁間長さを有するクサビ形凹部を交互に配した第２のクサビ形凹突を緩衝帯の外側縁に沿って設け、前記第２のクサビ形凹突におけるクサビ形突部の両側縁部を、順次対向方向に圧縮させた状態で、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部に順次圧入して、前記第２のクサビ形凹突を前記第１のクサビ形凹突と係合させ、前記緩衝帯の内側に前記ワークを収容する、ことを特徴とする脆性薄板の平面研磨における保持装置。
【請求項２】 前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部の両側における上端縁及びまたは下端縁に沿って拡開斜面を設けた請求項１に記載の保持装置。
【請求項３】 前記緩衝帯の材質をエポキシガラス積層版とする請求項１に記載の保持装置。
【請求項４】 前記緩衝帯の材質をエポキシアラミドガラス積層版とする請求項１に記載の保持装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば液晶基板や半導体基板のような比較的脆性の薄板をワークとし、それらのワークの上下両面を平坦に研磨する際に、良好な保持を可能にする脆性薄板の平面研磨における保持装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】脆性薄板の平面研磨は、従来から、図５でその概略を示すように、上下方向に並設した上定盤１及び下定盤２と、その下定盤２の中心部を下から上へ貫通する駆動軸３と、その駆動軸と一体であり、かつ、前記上下定盤の間に設けたサンギヤ４と、そのサンギヤと同芯であり、かつ、下定盤２の上面周縁に設けたインターナルギヤ５とを備えた平面ラップ盤において、サンギヤ４とインターナルギヤ５の双方に噛合する遊星ギヤ６を周面に刻設した複数のキャリヤ板７を配置し、それらのキャリヤ板７の内側にそれぞれ開口部８を設け、その開口部８に、研磨されるべきワーク９を収容し、双方の定盤間に所定の研磨液を供給しつつ、前記駆動軸３を回転させると、それと一体のサンギヤ４が公転し、そのサンギヤ４とインターナルギヤ５に噛合する遊星ギヤ６を有するキャリヤ板７が自転しつつ公転する遊星運動をし、従って、キャリヤ板７の開口部８に収容されたワーク９には、回転（自転）と旋回（公転）との複合運動が強制され、そのような運動を負荷されているうちに、ワーク９の表裏両面が、上下から圧接された上定盤１と下定盤２の対向面によって研磨されていく。
【０００３】初期の表面研磨工程では、ワーク９の板厚が比較的に厚いから、前記遊星運動を充分に活用し得るように、キャリヤ板７は単板式（図５参照）が使用される。
【０００４】仕上げ時における表面研磨工程では、ワーク９の板厚が研磨により薄くなっているため、研磨時に付加される定盤からの圧力を弱く柔らかくするべく定盤面に鹿皮等を使用する一方、互いに同芯円で接する内外複数のキャリヤ板を組み合わせた複板式を使用し（図示省略）、ワーク９への遊星運動のうち回転（自転）の速度が減速され、主としてサンギヤ４からの公転旋回運動によって表面研磨の仕上げが行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、キャリヤ板７は研磨に強い硬質材料、例えば、ステンレス鋼で形成されている反面、その中に収容されるワーク９は耐衝撃性の低い脆性な材質、例えば、液晶表示用ガラス基板やシリコンウエハー等で形成されている。
【０００６】それ故、強靱なキャリヤ板７の内側開口部８に、直接、脆性なワーク９を収容して、それに高速遊星運動を伝えたとすれば、ワーク９の端面が開口部８に衝突してクラックや破損を生じ、破片がワーク面や定盤の研磨面を傷つけてしまうので、修理・交換に追われることになる。従って、そのように脆性なワーク９にクラックや破損を生じることなく、円滑に高速遊星運動を伝達して研磨の成果を上げるには、キャリア板７の内側開口部８とワーク９の周面との間に何らかの衝撃緩和材を介装させることを要する。
【０００７】この点を解決するために、キャリア板７の内側開口部８の内縁に沿ってゴム等からなる弾性枠を接着剤で貼着する方法が容易に考えられる。しかしながら、この弾性枠貼着方式は、研磨時における摩耗が激しくて長期に亘る使用が不可能で煩雑な交換を要するが、着脱交換作業に手間と時間がかかる。
【０００８】特開平９−１５５７２９号は、軟質の緩衝材をキャリヤ板よりも薄肉に形成し、または、その軟質緩衝材をキャリヤ板の表裏両面よりも内側に保持する保持機構を設けて、研磨時における摩耗を回避して長期の使用に耐えられるように提案する。しかしながら、研磨の対象となるワーク自体の初期板厚が既に１mm以下であり、キャリヤ板の板厚はそれより更に薄く形成されている状況下において、それらよりも更に薄肉に軟質緩衝材を設けること自体、機能的に難点があり、しかも、その位置を保持しつつ、高速遊星運動を的確にワークへ伝達させることに対する信頼性を確保し得ない。
【０００９】この発明の目的は、脆性薄板の平面研磨において、キャリヤ板の内側開口部内にワークを収容するに当って、双方の間に次の機能を備えた緩衝材、すなわち、着脱交換の操作が比較的容易でありながら、装着時におけるキャリヤ板開口部への密着性が物理的に強大であって、自転と公転の複合動作をキャリヤ板からワークへ確実に伝達することができ、しかも、それ自体がキャリヤ板から離脱するおそれのない係合手段を備えた緩衝材を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的を達するために、緩衝材の材質を帯摩耗性に富むエポキシガラス積層版又はエポキシアラミドガラス積層版とし、この材質を有する緩衝帯をステンレス鋼からなるキャリヤ板の内側開口部に沿って取り付ける。
【００１１】この発明による脆性薄板の平面研磨における保持装置は、一対の定盤の間における中心部に駆動用のサンギヤを、その周辺部にそのサンギヤと同芯のインターナルギヤを対設し、それら双方のギヤに噛合する遊星ギヤを周面に備えたキャリヤ板を介装し、そのキャリヤ板の内側開口部にワークを収容して、そのワークの表裏両面を遊星ギヤ運動によって研磨する平面ラップ盤において、基端部の幅よりも先端部の幅が広いクサビ形突部とクサビ形凹部を交互に配した第１のクサビ形凹突を前記キャリヤ板の内側開口部に沿って設ける一方、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部の両側縁間長さよりも僅かに幅広の両側縁間長さを有するクサビ形突部と、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形突部の両側縁間長さよりも僅かに幅狭の両側縁間長さを有するクサビ形凹部を交互に配した第２のクサビ形凹突を緩衝帯の外側縁に沿って設け、前記第２のクサビ形凹突におけるクサビ形突部の両側縁部を、順次対向方向に圧縮させた状態で、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部に順次圧入して、前記第２のクサビ形凹突を前記第１のクサビ形凹突と係合させ、前記緩衝帯の内側に前記ワークを収容する、ことを特徴とするものである。
【００１２】前記第２のクサビ形凹突を前記第１のクサビ形凹突と係合させた後、対向方向への圧縮が解除されると、緩衝帯側におけるクサビ形突部の両側縁部には、互いに反対方向に反発復帰しようとする反力が陽動化し、しかも、その反力が生じる両側縁部の部位がクサビ形の基端部から先端部に向けて徐々に幅広となる斜面を形成しているために、前記両側縁部に生じた反力の総和が結集されて、緩衝帯側のクサビ形突起の先端面をキャリヤ板側のクサビ形凹部の底面に押し付ける押圧力に変化し、そして、その押圧力は緩衝帯側に設けた各クサビ形突部の先端面のすべてに生じる。従って、それらの押圧力の総和が緩衝帯をキャリヤ板の内側開口部に強力に密着させ、その密着力が、強大な摩擦力から生じる水平方向の離反を阻止する。
【００１３】更に、この発明による脆性薄板の平面研磨における保持装置は、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部の両側上端縁及びまたは下端縁に沿って拡開斜面部を設ける。
【００１４】前述した緩衝帯側のクサビ形突部の両側縁部が対向方向に圧縮された状態でキャリヤ板側のクサビ形凹部に圧入された後、その押圧力が解除されると、当該両側端部が、互いに反対方向に反発復帰しようとする反力によって、キャリヤ板側のクサビ形凹部の両側縁面に密着することは前々項記載と同じであるが、それと同時に、キャリヤ板側のクサビ形凹部の両側上端縁及びまたは下端縁に沿った拡開斜面部に、前記緩衝帯側のクサビ形突部の両側における上端縁及びまたは下端縁が変形してそれらを埋め込み、その変形部がキャリヤ板の内側開口部に対する緩衝帯の上下方向の係合離脱を阻止する。
【００１５】
【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について、以下、図によって詳述する。この発明は、従来周知の平面ラップ盤におけるキャリヤ板７の内側開口部８とワーク９との間に緩衝帯１０を介装してワーク９を保持する装置に関し、平面ラップ盤の要部の概略構成は（０００２）項で説明した。
【００１６】ワークを保持するための緩衝帯１０の第１実施例を図１〜２、６〜９で示し、第２実施例を図３及び１０で示す。
【００１７】第１及び第２の実施例において、キャリヤ板７の内側開口部８に沿って設けたクサビ形凹突を第１のクサビ形凹突と称し、緩衝帯１０の外側縁に沿って設けたクサビ形凹突を第２のクサビ形凹突と称して以下に説明する。
【００１８】第１のクサビ形凹突は、図６及び７で示すように、基端部の幅よりも先端部の幅の方が広いクサビ形突部７１とクサビ形凹部７２とをキャリヤ板７の内側開口部８に沿って交互に配設したものからなる。
【００１９】第２のクサビ形凹突は、図６及び７で示すように、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部７２の両側縁間長さＬよりも僅かに幅広の両側縁間長さＬ1を有するクサビ形突部１０１と、前記第１のクサビ形凹突におけるクサビ形突部７１の両側縁間長さＭよりも僅かに幅狭の両側縁間長さＭ1 を有するクサビ形凹部１０２とを、緩衝帯１０の外側縁に沿って交互に配設したものからなる。
【００２０】かかる構成において、図７で示すように、第２のクサビ形凹突におけるクサビ形突部１０１の両側縁間長さＬ1 に対して、矢印で示すように、対向方向から、圧力を加えて、その長さＬ1 を、第１のクサビ形凹凸におけるクサビ形凹部７２の両側縁間長さＬまで圧縮させた状態で、当該クサビ形突部１０１をクサビ形凹部７２に圧入する（図８参照）。この圧入係合作業を、順次隣接するクサビ形突部１０１とクサビ形凹部７２の間で繰り返すうちに、緩衝帯１０のクサビ形突部１０１の全部が、それぞれキャリヤ板７のクサビ形凹部７２に係合して、図１で示すように、キャリヤ板７の内側開口部全体に緩衝帯１０の外側縁が取り付けられる。
【００２１】このようにして第２のクサビ形凹突を第１のクサビ形凹突と係合させた後、対向方向への圧縮を解除すると、図８及び９で示すように、緩衝帯１０側におけるクサビ形突部１０１の両側縁部には、矢印で示すように、互いに反対方向に反発復帰しようとする反力が陽動化し、しかも、その反力が生じる両側縁部の部位がクサビ形の基端部から先端部に向けて徐々に幅広となる斜面を形成しているために、前記両側縁部に生じた反力の総和が結集されて、緩衝帯１０側のクサビ形突起１０１の先端面をキャリヤ板７側のクサビ形凹部７２の底面に押し付ける押圧力（矢印参照）に変化し、そして、その押圧力は緩衝帯１０側に設けた各クサビ形突部１０１の先端面のすべてに生じる。従って、それらの押圧力の総和が緩衝帯１０をキャリヤ板７の内側開口部８に強力に密着させ、その密着力が、強大な摩擦力から生じる水平方向の離反を阻止する。
【００２２】更に、この発明による脆性薄板の平面研磨における保持装置は、図７及び図８で示すように、第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部７２の両側上端縁及びまたは下端縁に沿って拡開斜面部７３を設けることが望ましい。何故ならば、拡開斜面部７３に、前記緩衝帯１０側のクサビ形突起１０１の両側における上端縁及びまたは下端縁が変形してそれらを埋め込むので、その変形部がキャリヤ板７の内側開口部８に対する緩衝帯１０の上下方向の係合離脱を防止するのに効果的である。
【００２３】第２のクサビ形凹突におけるクサビ形突部１０１を第１のクサビ形凹突におけるクサビ形凹部７２から取り外すには、それに隣接するステンレス鋼から成る一対のクサビ形突部７１の下面に下敷きをした後、当該クサビ形突部１０１に、前記密着力に勝る衝撃力を上方から下方へ加えると、離脱する。
【００２４】図３及び１０で示す第２実施例は、図２及び９で示す第１実施例と対比すれば明らかなように、双方のクサビ形凹突において生じる鋭角部分をなるべく円曲状に改変して、破壊が生じる原因となる応力集中を回避した形状を有せしめたクサビ形凹凸による係合を示す。
【００２５】
【発明の効果】以上詳述したように、本願発明によるワークの保持手段は、キャリヤ板側と緩衝帯側の双方に互いに嵌め込み可能なクサビ形凹突を対設し、更に、緩衝帯側のクサビ形突部の両側縁間長さをキャリヤ側のクサビ形凹部の両側縁間長さよりも僅かに幅広に作成して、それを圧縮しながら係合させたので、係合後における双方の密着力が強く、水平方向の離反を阻止して、ワークの端部を緩衝的に保持しつつ平面研磨の成果を達成することが出来るようになった。
【００２６】更に、本願発明によるワークの保持手段は、キャリヤ板側のクサビ形凹部の両側の上端縁及びまたは下端縁に沿って拡開斜面部を設けて、緩衝帯側のクサビ形突部の両側における上端縁及びまたは下端縁をその拡開斜面部に変形して埋め込む係合としたので、それによって、キャリヤ板の内側開口部に対する緩衝帯の上下方向への離脱もまた阻止され、円滑な研磨が遂行される。
【００２７】更に、本願発明による緩衝帯のキャリヤ板への係合が、接着剤等による貼着方式によらず、緩衝帯自体から生じる圧縮の反発力を利用したので、交換時には上下方向への剪断力によって容易に離脱させ得るから、摩耗が生じても交換の手間や時間がかからず、容易に取り換えることも可能になった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】５９８０７４４１６
【氏名又は名称】有限会社岸田製作所
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| 【出願日】 |
平成１０年７月１０日（１９９８．７．１０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００６４３６６
【弁理士】
【氏名又は名称】三根 守
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４９１２（Ｐ２０００−２４９１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１月２５日（２０００．１．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２１１７４３ |
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