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JP2006035369A - Surface polishing machine - Google Patents

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JP2006035369A
JP2006035369A JP2004218601A JP2004218601A JP2006035369A JP 2006035369 A JP2006035369 A JP 2006035369A JP 2004218601 A JP2004218601 A JP 2004218601A JP 2004218601 A JP2004218601 A JP 2004218601A JP 2006035369 A JP2006035369 A JP 2006035369A
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JP
Japan
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polishing machine
negative pressure
workpiece
pressure region
plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004218601A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Okuma
秀雄 大熊
Yukio Yamamoto
雪雄 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BA TECHNO KK
M & S Fine Tec Kk
Original Assignee
BA TECHNO KK
M & S Fine Tec Kk
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BA TECHNO KK, M & S Fine Tec Kk filed Critical BA TECHNO KK
Priority to JP2004218601A priority Critical patent/JP2006035369A/en
Publication of JP2006035369A publication Critical patent/JP2006035369A/en
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  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a surface polishing machine capable of simultaneously machining a plurality of workpieces while holding the extremely thin workpieces in the surface polishing machine provided with a plurality of rotation bodies meshed with a sun gear and an internal tooth gear and rotated while holding the workpieces integrally, and a platen rotated while abutting on the polished surfaces of the workpieces held by the rotation bodies. <P>SOLUTION: The rotation body 4 is provided with a negative pressure region, and a micro-porous holding plate 17 formed of ceramic is provided to cover the negative pressure region. A pipe 16 connected to a transforming means capable of decompressing the negative pressure region is piped in communication with the negative pressure region 16. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、平面研磨機に関し、特に、極薄の基板などを研磨するのに適した平面研磨機に関する。   The present invention relates to a flat polishing machine, and more particularly to a flat polishing machine suitable for polishing an extremely thin substrate or the like.

従来、高精度の平面研磨が要求されるワークとして、小片状のマイクロチップが対象とされてきたが、近年になってICパッケージ(TAB、リードフレーム)、サーマルプリントヘッド、FDP、ビルドアップ基板(MCM、BGA)等のフォトマスクの材料、FDPではPDP.LCD用のマザーガラス、ITO電極マスク材料等が対象となりつつある。   Conventionally, small-sized microchips have been targeted as workpieces that require high-precision planar polishing, but in recent years IC packages (TAB, lead frames), thermal print heads, FDPs, build-up substrates Photomask materials such as (MCM, BGA), FDP, mother glass for PDP.LCD, ITO electrode mask materials, etc. are becoming targets.

特に、液晶表示装置の薄型、軽量化を目的に表示部であるカラーフィルター基板(以下、CFと称する。)とアレイ基板(以下、TFTと称する。)とで構成される液晶パネル(以下、セルと称する。)の極薄型化加工が要求されている。   In particular, a liquid crystal panel (hereinafter referred to as a cell) composed of a color filter substrate (hereinafter referred to as CF) which is a display unit and an array substrate (hereinafter referred to as TFT) for the purpose of reducing the thickness and weight of the liquid crystal display device. Is required to be made extremely thin.

セルの極薄型化の技術手段としては、化学エッチングによる方法と、機械加工による方法とがある。化学エッチング法では弗酸などを使用して基板を構成するガラス基板を溶解させる。また、機械加工法では、機械研磨と、機械研削とがある。機械研磨の場合は、セル両面または片面を遊離砥粒を用いて加工減量する。機械研削の場合は、固定砥石でセルの片面を加工減量する。   As technical means for making the cell extremely thin, there are a chemical etching method and a machining method. In the chemical etching method, a glass substrate constituting the substrate is dissolved using hydrofluoric acid or the like. The machining method includes mechanical polishing and mechanical grinding. In the case of mechanical polishing, both sides or one side of the cell are processed by using loose abrasive grains. In the case of mechanical grinding, the processing is reduced on one side of the cell with a fixed grindstone.

化学エッチング法に比べ、機械加工による方式の方が厚み精度が良好で、かつ、環境対策や安全面で化学エッチング法よりも有利とされ、普及が進んでいる。機械研磨による加工法によりこれらプレート状の基板を研磨する手段として、例えば、サンギヤと内歯歯車に噛み合わされ、ワークを一体的に保持して回転するキャリアと、これらキャリアに保持されたワークの被研磨面に接しつつ回転させられる定盤を具備している平面研磨機がある(例えば、特許文献1参照)。   Compared with the chemical etching method, the machining method has a better thickness accuracy and is more advantageous than the chemical etching method in terms of environmental measures and safety, and is becoming popular. As a means for polishing these plate-like substrates by a processing method by mechanical polishing, for example, a carrier meshed with a sun gear and an internal gear, and integrally rotating the workpiece, and a workpiece covered by the carrier. There is a plane polishing machine provided with a surface plate that is rotated while being in contact with the polishing surface (see, for example, Patent Document 1).

かかる特許文献に示された平面研磨機は両面研磨機であり、ワークを保持するキャリアはよく知られるように、外周に歯が形成された歯車からなり、ワークの外径に合わせたワークの貫通穴、本例では角形状の貫通穴が開けられていて、この穴にワークが嵌合している。歯車の厚みに相当するキャリアの厚さは、研磨代に余裕を加えた寸法分だけワークの厚さよりも薄く製作されている。   The surface polishing machine shown in this patent document is a double-side polishing machine, and the carrier for holding the workpiece is made of a gear having teeth formed on the outer periphery, and the workpiece penetrates in accordance with the outer diameter of the workpiece. A hole, in this example, is a square through hole, and a workpiece is fitted into this hole. The thickness of the carrier corresponding to the thickness of the gear is made thinner than the thickness of the workpiece by a dimension that includes a margin for the grinding allowance.

円盤状の下定盤の盤上に該下定盤の回転中心にその中心を合わせてサンギヤおよび内歯歯車が設けられ、サンギヤと内歯歯車に共通に噛み合うようにしてキャリアが複数設けられる。キャリアにはワークの貫通穴が開口していて、この開口にワークが嵌合した状態で自重で下定盤上に乗り保持されている。   A sun gear and an internal gear are provided on a disk-shaped lower surface plate so that the center of rotation is aligned with the center of rotation of the lower surface plate, and a plurality of carriers are provided so as to mesh with the sun gear and the internal gear in common. The carrier has a through hole for the work, and the work is fitted on the opening and held on the lower surface plate by its own weight.

こうして、ワークの下面に接触する下定盤が、内歯歯車の中心と共通の回転中心を中心にして回転可能に設けられている。下定盤対向して上定盤が上下方向に移動可能かつ、回転駆動されるようにして設けてあり、研磨に際しては上定盤がワークに所定の研磨圧力で接触して回転する。同時にワークと上下定盤の間には研磨剤が供給されるようになっている。キャリアがサンギヤのまわりを自転、公転するのに伴い、ワークは上下定盤との間で相対移動をし、その両面が平面研磨される。   Thus, the lower surface plate contacting the lower surface of the work is provided so as to be rotatable about the rotation center common to the center of the internal gear. The upper surface plate is provided so as to be movable in the up and down direction and is rotationally driven so as to face the lower surface plate. During polishing, the upper surface plate contacts the workpiece with a predetermined polishing pressure and rotates. At the same time, an abrasive is supplied between the workpiece and the upper and lower surface plates. As the carrier rotates and revolves around the sun gear, the work moves relative to the upper and lower surface plates, and both surfaces of the work are ground.

従来、ワークはキャリアを貫通して保持され、かかる方式では、キャリアの厚さは、ワークの厚さよりも研磨代に余裕を加えた分だけ薄い関係にあることが研磨の条件である。さもなければ、上定盤がワークに接触する先にキャリアに接触してしまい、ワークの研磨がなされない。   Conventionally, the workpiece is held through the carrier, and in such a system, the thickness of the carrier is a condition for polishing that is thinner than the thickness of the workpiece by a margin for the polishing allowance. Otherwise, the upper surface plate comes into contact with the carrier before it comes into contact with the workpiece, and the workpiece is not polished.

図を以って解説すると、図7に示すように、ワークW6がキャリアC3を貫通した状態でキャリアC3に保持されており、キャリアC3及びワークW6は自重で下定盤J2上に乗り、ワークW6には上から上定盤J1が接している。符号U1は内歯歯車を示す。また、O―OはサンギヤS1、上定盤J1、下定盤J2、内歯歯車U1の共通の回転中心を示す。キャリアC3がサンギヤS1のまわりを自公転し、上定盤J1,下定盤J2もそれぞれ回転中心O―Oを中心に回転して、ワークW6の両面を研磨する。   Explaining with drawings, as shown in FIG. 7, the workpiece W6 is held by the carrier C3 in a state of penetrating the carrier C3, and the carrier C3 and the workpiece W6 ride on the lower surface plate J2 under their own weight, and the workpiece W6. The upper surface plate J1 touches from above. Symbol U1 indicates an internal gear. OO represents a common rotation center of the sun gear S1, the upper surface plate J1, the lower surface plate J2, and the internal gear U1. The carrier C3 revolves around the sun gear S1, and the upper surface plate J1 and the lower surface plate J2 rotate about the rotation center OO to polish both surfaces of the workpiece W6.

かかるキャリアでワークを保持する構成では、サンギヤS1のまわりに複数のキャリアC3を配置することで、一度にキャリアの個数分のワークの平面研磨が可能である利点があるが、従来のキャリアをワークが貫通して保持される保持方式ではキャリアの厚みよりも薄いワークの研磨ができないため、近年における前記プレート状の基板などに要求される超薄型のワークの平面研磨には限界がある。   In the configuration in which the workpiece is held by such a carrier, there is an advantage that the plurality of carriers C3 can be disposed around the sun gear S1 so that the surface of the workpiece can be polished at the same time as the number of carriers. In the holding method in which the thin film is held through, a workpiece thinner than the thickness of the carrier cannot be polished, so there is a limit to the planar polishing of an ultra-thin workpiece required for the plate-like substrate in recent years.

ワークとしてのセルの薄型化傾向は顕著であり、数年前までは厚さが1.0mmだったのが、昨年は0.8mm、さらに、現状では0.6mmの生産が開始され、将来は、0.3mmの加工も予測される。しかし、このような厚さの研磨を従来のキャリアで行なうには、キャリアの厚さをこれらのセルの厚さよりも薄くしなければならないが、キャリアはギヤであり、回転力を伝えることができる強度を必要とするものであるから、このような薄さでは実現が困難である。   The trend of thinning the cell as a workpiece is remarkable, and until several years ago, the thickness was 1.0 mm, but last year production of 0.8 mm and 0.6 mm was started at present. 0.3 mm processing is also expected. However, in order to perform such polishing with a conventional carrier, the thickness of the carrier must be smaller than the thickness of these cells, but the carrier is a gear and can transmit a rotational force. Since strength is required, it is difficult to realize with such a thin thickness.

一方、キャリア貫通型でないワークの保持方式を採用した片面研磨機として、真空ポンプに連なる通孔を持つ保持板を備えた薄板の研磨機がある(例えば、特許文献2参照)。この方法は、保持板にワークを真空吸着するのであるが、ワークと保持板との間に両者の接触面の面粗さに起因して僅かながら隙間が生じるため、この隙間を通じて研磨剤が上記通孔および研磨ヘッド内に吸引され、この吸引された研磨剤中の水分が蒸発し、固化し、その一部が飛散して保持板のワーク保持面に付着するという問題があり、これを解消するため、通孔から液体を噴出させる等の洗浄設備を設けなければならない。また、保持板は駆動源に直結して回転駆動されるタイプであり、複数のキャリアを同時に回転させて、複数のワークを同時加工する方式ではないので、生産能率の点で問題がある。   On the other hand, as a single-side polishing machine that employs a work holding method that is not a carrier penetration type, there is a thin plate polishing machine that includes a holding plate having a through hole connected to a vacuum pump (for example, see Patent Document 2). In this method, the workpiece is vacuum-sucked to the holding plate, but a slight gap is generated between the workpiece and the holding plate due to the roughness of the contact surfaces of both, so that the abrasive is passed through this gap. There is a problem that the suctioned water is sucked into the through hole and the polishing head, the moisture in the sucked abrasive is evaporated and solidified, and a part of it is scattered and adheres to the work holding surface of the holding plate. Therefore, it is necessary to provide a cleaning facility for ejecting liquid from the through hole. In addition, the holding plate is of a type that is directly connected to a drive source and is driven to rotate, and is not a method of simultaneously processing a plurality of workpieces by rotating a plurality of carriers at the same time, so there is a problem in terms of production efficiency.

また、片面研磨用の吸着プレートとして、弾性体の樹脂シート上にワークを表面張力を利用して吸着固定する方法もあるが、極薄ワークに適用した場合には、加工中に研磨荷重が微妙に変動したり、定盤平坦度や平行度が大きいとワーク全面に均一な圧力が加わらず、その結果として、吸着プレートの変形が不均一となり、ワークの厚みばらつきが大きくなるし、また、かかる吸着プレートは劣化しやすく、また劣化の程度は場所により必ずしも均一ではなく、場所によって異なったものとなるため研磨荷重による吸着プレートの沈み込み量が変わり、ワークの厚みにばらつきを生じさせる。   There is also a method of adsorbing and fixing a workpiece on an elastic resin sheet using surface tension as an adsorption plate for single-side polishing. However, when applied to an extremely thin workpiece, the polishing load is delicate during processing. If the platen flatness or parallelism is large, uniform pressure is not applied to the entire surface of the work, resulting in uneven deformation of the suction plate, resulting in increased thickness variation of the work. The suction plate is easily deteriorated, and the degree of deterioration is not necessarily uniform depending on the location, and varies depending on the location. Therefore, the sinking amount of the suction plate due to the polishing load changes, and the thickness of the workpiece varies.

特開平8−174408号公報JP-A-8-174408 特開平9−962956号公報JP-A-9-962956

この発明は前記の従来技術の経緯に鑑みてなされたものであり、極薄のワークを保持して複数のワークを同時加工可能な平面研磨機を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the background of the prior art described above, and an object of the present invention is to provide a planar polishing machine capable of simultaneously processing a plurality of workpieces while holding an extremely thin workpiece.

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
(1) 請求項1記載の発明では、ワークを一体的に保持して回転する複数の回転体と、これらの回転体に保持されたワークの被研磨面に接しつつ回転させられる定盤を具備している平面研磨機において、前記回転体はワークを保持する手段として、該回転体に一体的に設けられワーク保持面の反対側が負圧領域に配置されたセラミックからなる微細多孔質保持プレートを具備することとした。
(2) 請求項2記載の発明では、サンギヤと内歯歯車に噛み合わされ、ワークを一体的に保持して回転する複数の回転体と、これらの回転体に保持されたワークの被研磨面に接しつつ回転させられる定盤を具備している平面研磨機において、前記回転体には負圧領域が設けられ、かつ、この負圧領域を覆うようにしてセラミックからなる微細多孔質保持プレートが設けられ、前記負圧領域には当該負圧領域を減圧することができる変圧手段に連なることとした。
The present invention has the following configuration in order to achieve the above object.
(1) The invention according to claim 1 includes a plurality of rotating bodies that rotate while holding the workpiece integrally, and a surface plate that is rotated while contacting the surface to be polished of the workpiece held by these rotating bodies. In the planar polishing machine, the rotating body is provided with a fine porous holding plate made of ceramic that is provided integrally with the rotating body and arranged on the opposite side of the work holding surface in the negative pressure region as means for holding the work. It was decided to have.
(2) In the invention described in claim 2, a plurality of rotating bodies meshed with the sun gear and the internal gear and rotating while integrally holding the workpiece, and a surface to be polished of the workpiece held by these rotating bodies In a surface polishing machine having a surface plate that is rotated while in contact with the rotating body, the rotating body is provided with a negative pressure region, and a fine porous holding plate made of ceramic is provided so as to cover the negative pressure region. The negative pressure region is connected to a transformer that can reduce the negative pressure region.

請求項2に記載の平面研磨機において、前記回転体は円板型をしたギヤからなり、その片側の面に形成された凹状の穴の内側壁部には枠状の段部が設けられ、この段部に前記微細多孔質保持プレートの縁部が嵌合固定され、前記微細多孔質保持プレートにより塞がれた前記穴には前記変圧手段に連通する連通口を形成した。   In the surface polishing machine according to claim 2, the rotating body is made of a disk-shaped gear, and a frame-shaped step portion is provided on an inner wall portion of a concave hole formed on one surface thereof. An edge portion of the fine porous holding plate was fitted and fixed to the stepped portion, and a communication port communicating with the transforming means was formed in the hole closed by the fine porous holding plate.

請求項1乃至3の何れかに記載の平面研磨機において、前記回転体はサンギヤと内歯歯車に共通に噛み合いサンギヤのまわりを自公転することとした。請求項1乃至4の何れかに記載の平面研磨機において、前記変圧手段は、前記負圧領域を減圧することができると共に、減圧を解除して加圧することもできる。請求項1乃至5の何れかに記載の平面研磨機において、前記微細多孔質保持プレートは、多孔質セラミック(三井鉱山マテリアル社製・商品名:吸着プレート)である。   4. The surface polishing machine according to claim 1, wherein the rotating body meshes with the sun gear and the internal gear in common and revolves around the sun gear. 5. The planar polishing machine according to claim 1, wherein the transformer means can depressurize the negative pressure region and release the depressurized pressure. 6. The planar polishing machine according to claim 1, wherein the fine porous holding plate is a porous ceramic (trade name: adsorption plate manufactured by Mitsui Mining & Materials Co., Ltd.).

この発明によれば、ワークは複数の回転体に設けられたセラミックの微細多孔質保持プレートに吸着されるので同時複数加工可能かつ、セラミックの微細多孔質保持プレートを介して吸着されるので精度よく安定して保持される。   According to the present invention, since the work is adsorbed to the ceramic microporous holding plate provided on the plurality of rotating bodies, it is possible to simultaneously process a plurality of workpieces, and the work is adsorbed via the ceramic microporous holding plate. It is held stably.

以下、この発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1において平面研磨機の本体1には内径部が段状の穴が形成されていて、この穴の最上部の段部には断面形状がL字状をし、全体形状がリング状の軸受2が装着されている。この軸受2の内周部には、リング状をした内歯歯車3が嵌合支持されている。   In FIG. 1, a hole having a stepped inner diameter is formed in the main body 1 of the surface polishing machine, and the uppermost stepped portion of this hole has an L-shaped cross section, and the overall shape is a ring-shaped bearing. 2 is installed. A ring-shaped internal gear 3 is fitted and supported on the inner peripheral portion of the bearing 2.

図2、図3に内歯歯車3の外観を示す。内歯歯車3の内歯に噛み合うようにして3個の回転体4が設けられている。これらの3個の回転体は従来のキャリアに相当し、内歯の円周上で等間隔に配置されている。これらの3個の回転体は形状構造が共通なので、以後、任意の1つに着目して説明する。   The external appearance of the internal gear 3 is shown in FIGS. Three rotating bodies 4 are provided so as to mesh with the internal teeth of the internal gear 3. These three rotators correspond to conventional carriers and are arranged at equal intervals on the circumference of the inner teeth. Since these three rotators have a common shape structure, the following description will be given focusing on an arbitrary one.

図1において、本体1の段状の穴には3個の回転体4の各一部を載置するリング状の固定定盤5が嵌合固定されている。内歯歯車3の回転中心と固定定盤5の中心軸線は共通で、これを中心軸O1−O1で示す。この中心軸O1−O1に回転中心を合わせて下回転軸6が設けられている。この下回転軸6の下部は本体1に軸受7により支持されており、また、該下回転軸の中間部は、後述する軸受8、9を介して本体1に支持されている。   In FIG. 1, a ring-shaped fixed surface plate 5 on which a part of each of three rotating bodies 4 is placed is fitted and fixed in a stepped hole of a main body 1. The rotation center of the internal gear 3 and the center axis of the fixed surface plate 5 are common, and this is indicated by the center axis O1-O1. A lower rotation shaft 6 is provided with the center of rotation aligned with the center axis O1-O1. The lower part of the lower rotary shaft 6 is supported by the main body 1 by a bearing 7, and the intermediate part of the lower rotary shaft is supported by the main body 1 through bearings 8 and 9 described later.

回転軸6の上端部にはサンギヤ10が固定され、該サンギヤ10の下部には円板状をした回転定盤11が固定されている。固定定盤5の上面と回転定盤11の上面とは同一レベルになるように組み立てられている。前記した3つの回転体4は前記したように内歯歯車3の内歯に噛み合うと共に、サンギヤ10にも噛み合わされている。   A sun gear 10 is fixed to the upper end portion of the rotating shaft 6, and a disk-shaped rotating platen 11 is fixed to the lower portion of the sun gear 10. The upper surface of the fixed surface plate 5 and the upper surface of the rotating surface plate 11 are assembled so as to be at the same level. The three rotating bodies 4 described above mesh with the internal teeth of the internal gear 3 as described above, and also mesh with the sun gear 10.

回転軸6の下部にはプーリ12が固定されていてこのプーリ12と、本体1に取り付けられたモータ13のプーリ14との間にはベルト15が掛けまわされている。これにより、モータ13が回転すると、ベルト14を介して回転軸6が回転させられ、回転定盤11とサンギヤ11とが一体的に回転する。回転体4は固定定盤5と回転定盤11の上に共通に自重で乗っていて、サンギヤ11の回転により、これら回転定盤11と、固定定盤5の各上面をすべりながらサンギヤ10のまわりを自転しながら公転する。   A pulley 12 is fixed to the lower portion of the rotating shaft 6, and a belt 15 is wound between the pulley 12 and a pulley 14 of a motor 13 attached to the main body 1. Thereby, when the motor 13 rotates, the rotating shaft 6 is rotated via the belt 14, and the rotating surface plate 11 and the sun gear 11 rotate integrally. The rotating body 4 rides on the fixed surface plate 5 and the rotating surface plate 11 in common with its own weight, and the sun gear 10 slides on each surface of the rotating surface plate 11 and the fixed surface plate 5 by the rotation of the sun gear 11. Revolve while spinning around.

回転体4を分解して示した図4及び該回転体4の断面を示した図5において、回転体4は外周部に歯が形成された歯車であり、その上面にはワークの外形に合わせた形状、本例では矩形をした負圧領域を構成する底付き穴16が形成されている。この底付き穴の底を符号16aで示し、該底付き穴16の深さ方向の中程の部位に額縁状に形成された段部を符号16bで示す。   In FIG. 4 showing an exploded view of the rotating body 4 and FIG. 5 showing a cross section of the rotating body 4, the rotating body 4 is a gear having teeth formed on the outer periphery thereof, and the upper surface thereof is matched to the outer shape of the workpiece. The bottomed hole 16 that forms the negative pressure region having a rectangular shape, in this example, is formed. The bottom of the bottomed hole is denoted by reference numeral 16a, and a step portion formed in a frame shape at a middle portion in the depth direction of the bottomed hole 16 is denoted by reference numeral 16b.

この段部16bには矩形をした板状のセラミックからなる微細多孔質保持プレート17が該段部を利用して嵌合固定されている。該微細多孔質保持プレート17は全体にわたり微細な無数の孔が連通外周面全体に連通して形成された微細多孔質構造で、孔径は数十μmである。図1に示すように、回転体4に装着固定された微細多孔質保持プレート17の上面は回転体4の上面と同じレベル、若しくはやや高くして取り付けてある。   A fine porous holding plate 17 made of a rectangular plate-like ceramic is fitted and fixed to the step portion 16b using the step portion. The fine porous holding plate 17 has a fine porous structure in which innumerable fine holes are formed in communication with the entire communication outer peripheral surface, and the hole diameter is several tens of μm. As shown in FIG. 1, the upper surface of the microporous holding plate 17 attached and fixed to the rotating body 4 is attached at the same level as or slightly higher than the upper surface of the rotating body 4.

微細多孔質保持プレート17は加工されるワークW2の全面が密着できるように、ワークW2よりもひと回り小さく形成されている。微細多孔質保持プレート17上に正しくワークW2が載置されるように、案内機能を果たすガイド板18が回転体4の上面に固定されている。ガイド板18にはワークW2の輪郭に合わせて開口18aが形成されている。   The microporous holding plate 17 is formed slightly smaller than the workpiece W2 so that the entire surface of the workpiece W2 to be processed can be in close contact. A guide plate 18 having a guiding function is fixed to the upper surface of the rotating body 4 so that the workpiece W2 is correctly placed on the fine porous holding plate 17. An opening 18a is formed in the guide plate 18 according to the contour of the workpiece W2.

図3に示すように、回転体4の上面には予めガイド板18が固定されているので、作業者はワークW2をこのガイド板18の開口18aを目安にしてワークW2を微細多孔質保持プレート17の上に装着することができる。   As shown in FIG. 3, since the guide plate 18 is fixed to the upper surface of the rotating body 4 in advance, the operator uses the workpiece W2 as a guide for the opening 18a of the guide plate 18 and holds the workpiece W2 as a fine porous holding plate. 17 can be mounted.

図1における、微細多孔質保持プレート17およびワークW2を拡大して示した図6において、微細多孔質保持プレート17の上面はワークW2を載置しており、ワークW2の保持面を構成し、このワーク保持面の反対側の面つまり、下面は底付穴16に面している。   In FIG. 6 that shows the microporous holding plate 17 and the work W2 in an enlarged manner in FIG. 1, the upper surface of the microporous holding plate 17 has the work W2 mounted thereon, and constitutes the holding surface of the work W2. The surface opposite to the workpiece holding surface, that is, the lower surface faces the bottomed hole 16.

微細多孔質保持プレート17の該下面が配置された底付穴16の内部空間部は負圧領域を構成する。図5、図6において、底16aには軸受20を介してパイプ19が取り付けられていて、このパイプ19から空気が吸引されることにより、底付穴16の空間部は負圧にすることができ、負圧状態になると、ワークW2は微細多孔質保持プレート17に密着保持され回転体4と一体化される。   The internal space portion of the bottomed hole 16 in which the lower surface of the microporous holding plate 17 is disposed constitutes a negative pressure region. 5 and 6, a pipe 19 is attached to the bottom 16a via a bearing 20. By sucking air from the pipe 19, the space portion of the bottomed hole 16 can be set to a negative pressure. In a negative pressure state, the workpiece W2 is held in close contact with the fine porous holding plate 17 and integrated with the rotating body 4.

ここで、前記したように、回転体4はサンギヤ10のまわりを自転しながら公転する構成であるので、パイプ20を真空ポンプなどに連通させるには工夫が必要である。本例では、図1に示すように、固定定盤5の内径部と回転定盤11の外径部とに径差を設けることで回転中心O1−O1を中心とするリング状の空間22を形成し、このリング状の空間22内にパイプ19を配置し、さらに、各パイプの先端側を軸受8に支持されたフランジ21の中空部21aに連通した。フランジ21の外周部は前記した軸受9を介して本体1に支持されている。   Here, as described above, since the rotating body 4 revolves while rotating around the sun gear 10, it is necessary to devise in order to connect the pipe 20 to a vacuum pump or the like. In this example, as shown in FIG. 1, by providing a difference in diameter between the inner diameter portion of the fixed surface plate 5 and the outer diameter portion of the rotating surface plate 11, a ring-shaped space 22 centered on the rotation center O1-O1 is formed. The pipes 19 are arranged in the ring-shaped space 22, and the tip side of each pipe is communicated with the hollow portion 21 a of the flange 21 supported by the bearing 8. The outer peripheral portion of the flange 21 is supported by the main body 1 through the bearing 9 described above.

ここで、軸受9は上下に間隔をおいて2つ設けられていて、該間隔により形成される空間部23がフランジ21の側部に形成した連通孔24を介して連通されていて、さらに、この空間部23が、本体1に形成した連通孔25を介してパイプ26に接続されている。   Here, two bearings 9 are provided at an interval in the vertical direction, and a space portion 23 formed by the interval is communicated through a communication hole 24 formed on a side portion of the flange 21. The space 23 is connected to the pipe 26 through a communication hole 25 formed in the main body 1.

このパイプ26の延長先は前記負圧領域を減圧することができる変圧手段に連なる。この変圧手段は、真空ポンプである。或いは真空ポンプにより減圧されるパキュームタンクである。パイプ26の管路には切り換え弁を設けて、負圧状態を解除することができるようにしておく。また、負圧状態にするだけでなく、ワークW2の取り出し時には、加圧できるように、加圧タンクとも連通管させ、切り換え弁により、加圧状態と減圧状態を必要に応じて切り替えることができるようにする。かかる手段を総称して変圧手段という。変圧手段により、ワークW2の装着、離脱を容易に行なうことができる。   The extension destination of the pipe 26 is connected to a transformer that can reduce the negative pressure region. This transformer means is a vacuum pump. Or it is a vacuum tank decompressed by a vacuum pump. A switching valve is provided in the pipeline of the pipe 26 so that the negative pressure state can be released. In addition to the negative pressure state, when the work W2 is taken out, the pressure tank can be connected to a pressure tank so that the pressure can be increased. Like that. Such means are collectively referred to as transformer means. The work W2 can be easily attached and detached by the transformer means.

図1〜3において、固定定盤5を覆う大きさの上定盤27が設けられている。上定盤27にはワークW2と定盤(上定盤27、固定定盤5、回転定盤11)間に液状の研磨剤を供給するための多数の供給パイプ28が設けられている。   1 to 3, an upper surface plate 27 sized to cover the fixed surface plate 5 is provided. The upper surface plate 27 is provided with a number of supply pipes 28 for supplying a liquid abrasive between the workpiece W2 and the surface plate (upper surface plate 27, fixed surface plate 5, rotating surface plate 11).

上定盤27の上方には間隔をおいてフランジ29が位置し、これら上定盤27とフランジ29とは、連結材30により一体化されている。上定盤27とフランジ29は共に円板状をなしており、これらは共通の軸31に固定されている。軸31は回転中心O1−O1と同心である。   A flange 29 is positioned above the upper surface plate 27 with a space therebetween, and the upper surface plate 27 and the flange 29 are integrated by a connecting member 30. Both the upper surface plate 27 and the flange 29 have a disk shape, and these are fixed to a common shaft 31. The shaft 31 is concentric with the rotation center O1-O1.

フランジ29の上面には回転中心O1−O1を中心とするリング状をした貯留槽32が固定されている。貯留槽32は断面形状が凹状をしていて、この凹部に供給元パイプ33から研磨剤が供給される。貯留槽32の底部は供給パイプ28と連通管しているので、貯留槽32に供給された研磨剤は円形をした貯留僧32の全域に行きわたり、該円形をした貯留槽の全周に配置された供給パイプ28を介して、3個の回転体4の各ワークW2の研磨部(摺動部)に供給される。   A ring-shaped storage tank 32 centering on the rotation center O1-O1 is fixed to the upper surface of the flange 29. The storage tank 32 has a concave cross-sectional shape, and an abrasive is supplied from the supply pipe 33 to the concave portion. Since the bottom of the storage tank 32 communicates with the supply pipe 28, the abrasive supplied to the storage tank 32 reaches the entire area of the circular storage monkey 32 or is arranged around the entire circumference of the circular storage tank. Through the supply pipe 28 thus supplied, it is supplied to the polishing part (sliding part) of each workpiece W2 of the three rotating bodies 4.

上定盤29は公知の平面研磨機における構成に準じて回転駆動され、また、油圧機構などを利用して上下動可能である。ワークW2は片面ずつ研磨加工されるので、片面終了後の反転時や、両面研磨後の取り出し時、装着時など、には上定盤は所要量分上昇され、研磨に際しては、適度の研磨圧となるように精密に下降制御される。   The upper surface plate 29 is rotationally driven in accordance with the configuration of a known surface polishing machine, and can be moved up and down using a hydraulic mechanism or the like. Since the workpiece W2 is polished one side at a time, the upper platen is raised by a required amount when turning over after completion of one side, taking out after double-sided polishing, and mounting. The descent is precisely controlled so that

本例では、セラミックという耐久性に富む材料からなり、数十μmという微細な無数の孔をもつ微細多孔質保持プレートを回転体に一体的に設けて、負圧を利用してワークを該微細多孔質保持プレートに吸着保持するのであり、ワークが回転体を貫通する従来のキャリアと異なり、回転体はその厚さを厚くしても極薄のワーク研磨になんら支障はなく、よって、極薄のワークに対する研磨が可能になる。   In this example, a fine porous holding plate made of a highly durable material such as ceramics and having a fine countless number of pores of several tens of μm is integrally provided on the rotating body, and the workpiece is made fine using negative pressure. Unlike the conventional carrier in which the workpiece penetrates the rotating body, the rotating body has no problem in polishing an extremely thin workpiece even if the thickness is increased. It becomes possible to polish the workpiece.

研磨中はワークW2は微細多孔質保持プレート17に密着しており、研磨剤の吸引はなく、微細孔が研磨剤で詰まることはなく、洗浄装置の必要もない。また、負圧領域を変圧手段により、減圧することでワークを装着し、加圧することで、ワークの反転、取り出し等が容易である。   During polishing, the workpiece W2 is in close contact with the fine porous holding plate 17, the suction of the abrasive is not performed, the fine holes are not clogged with the abrasive, and a cleaning device is not necessary. In addition, the work can be reversed and taken out easily by attaching and pressurizing the work by depressurizing the negative pressure region by the transformer.

回転体4はサンギヤ10と内歯歯車3に共通に噛み合いサンギヤ10のまわりを自公転することとし、ワークの被研磨面が定盤と異なる掃引軌跡で摺擦されることで、研磨精度を高めることができた。変圧手段は、負圧領域を減圧することができると共に、減圧を解除して加圧することもできるので、ワークの着脱操作を容易にした。微細多孔質保持プレートは、(三井鉱山マテリアル社製・商品名:吸着プレート)を用いることで、微細孔に研磨剤を侵入させることなく、格別の洗浄手段を講ずることなく、経時にわたり良好な研磨条件を維持できる。
本発明は、ワークとしてセルを取り上げて説明しているが、必ずしもセルに限定するものではなく、シリコンウエハー、サファイア基板等の様々な形状にも適用できる。
The rotating body 4 meshes with the sun gear 10 and the internal gear 3 in common and revolves around the sun gear 10, and the surface to be polished of the work is rubbed with a sweep locus different from that of the surface plate, thereby improving the polishing accuracy. I was able to. Since the transformer means can reduce the negative pressure region and release the reduced pressure to increase the pressure, the workpiece can be easily attached and detached. The fine porous holding plate (Mitsui Mining Materials Co., Ltd., trade name: adsorption plate) can be used to polish well over time without introducing an abrasive into the micropores and without taking any special cleaning measures. Conditions can be maintained.
Although the present invention has been described by taking a cell as a workpiece, the present invention is not necessarily limited to the cell, and can be applied to various shapes such as a silicon wafer and a sapphire substrate.

平面研磨機の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of a plane grinder. 平面研磨機の要部分解斜視図である。It is a principal part disassembled perspective view of a plane grinder. 上定盤をワークから離間させた状態を説明した斜視図である。It is the perspective view explaining the state which spaced apart the upper surface plate from the workpiece | work. ワークを装着したときの回転体の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the rotary body when a workpiece | work is mounted | worn. 回転体の部分断面斜視図である。It is a partial cross section perspective view of a rotary body. 回転体、固定定盤、回転定盤などの組立て状態を説明した断面図である。It is sectional drawing explaining the assembly state of a rotary body, a fixed surface plate, a rotation surface plate. 従来技術の説明図である。It is explanatory drawing of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

4 回転体
17 微細多孔質保持プレート
W2 ワーク
4 Rotating body 17 Fine porous holding plate W2 Workpiece

Claims (6)

ワークを一体的に保持して回転する複数の回転体と、これらの回転体に保持されたワークの被研磨面に接しつつ回転させられる定盤を具備している平面研磨機において、
前記回転体はワークを保持する手段として、該回転体に一体的に設けられワーク保持面の反対側が負圧領域に配置されたセラミックからなる微細多孔質保持プレートを具備することを特徴とする平面研磨機。
In a planar polishing machine comprising a plurality of rotating bodies that rotate while holding the work integrally, and a surface plate that is rotated while contacting the surface to be polished of the work held by these rotating bodies,
The rotating body is provided with a fine porous holding plate made of ceramic, which is provided integrally with the rotating body and arranged on the opposite side of the work holding surface in a negative pressure region as means for holding the work. Polishing machine.
サンギヤと内歯歯車に噛み合わされ、ワークを一体的に保持して回転する複数の回転体と、これらの回転体に保持されたワークの被研磨面に接しつつ回転させられる定盤を具備している平面研磨機において、
前記回転体には負圧領域が設けられ、かつ、この負圧領域を覆うようにしてセラミックからなる微細多孔質保持プレートが設けられ、前記負圧領域には当該負圧領域を減圧することができる変圧手段に連なることを特徴とする平面研磨機。
A plurality of rotating bodies that mesh with the sun gear and the internal gear and integrally rotate the workpiece, and a surface plate that rotates while contacting the surface to be polished of the workpiece held by these rotating bodies. In the plane polishing machine
The rotating body is provided with a negative pressure region, and a fine porous holding plate made of ceramic is provided so as to cover the negative pressure region, and the negative pressure region may be decompressed. A planar polishing machine, characterized in that it is connected to a transforming means that can be used.
請求項2に記載の平面研磨機において、
前記回転体は円板型をしたギヤからなり、その片側の面に形成された凹状の穴の内側壁部には枠状の段部が設けられ、この段部に前記微細多孔質保持プレートの縁部が嵌合固定され、前記微細多孔質保持プレートにより塞がれた前記穴には前記変圧手段に連通する連通口が形成されていることを特徴とする平面研磨機。
In the surface polishing machine according to claim 2,
The rotating body is made of a disc-shaped gear, and a frame-shaped step is provided on the inner wall portion of a concave hole formed on one side of the gear, and the step of the fine porous holding plate is provided on the step. A planar polishing machine characterized in that an edge portion is fitted and fixed, and a communication port communicating with the transformation means is formed in the hole closed by the fine porous holding plate.
請求項1乃至3の何れかに記載の平面研磨機において、
前記回転体はサンギヤと内歯歯車に共通に噛み合いサンギヤのまわりを自公転することを特徴とする平面研磨機。
In the plane polishing machine according to any one of claims 1 to 3,
A surface polishing machine characterized in that the rotating body meshes with a sun gear and an internal gear in common and revolves around the sun gear.
請求項1乃至4の何れかに記載の平面研磨機において、
前記変圧手段は、前記負圧領域を減圧することができると共に、減圧を解除して加圧することもできることを特徴とする平面研磨機。
In the surface polishing machine according to any one of claims 1 to 4,
The planar polishing machine according to claim 1, wherein the transformer means can depressurize the negative pressure region and release the depressurized pressure.
請求項1乃至5の何れかに記載の平面研磨機において、
前記微細多孔質保持プレートは、多孔質セラミック(三井鉱山マテリアル社製・商品名:吸着プレート)であることを特徴とする平面研磨機。
In the surface polishing machine according to any one of claims 1 to 5,
The surface polishing machine, wherein the fine porous holding plate is a porous ceramic (trade name: adsorption plate manufactured by Mitsui Mining & Materials Co., Ltd.).
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