JP2001287153A - Polisher and controlling method therefor - Google Patents
Polisher and controlling method thereforInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は、研磨装置及びその制御方法に関
する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polishing apparatus and a control method thereof.
【０００２】[0002]
【従来技術及びその問題点】従来の研磨装置は、研磨ヘ
ッドを一定の圧力でワーク（被研磨物）に押しつける定
圧加工と、磁気研磨のように研磨ヘッドをワークから一
定間隔（加工間隙）離間させ、磁性砥粒をその間隔内に
充填して研磨する定位置加工とが知られている。いずれ
も研磨ヘッドとワークのうちのいずれか一方を、他方に
対して相対運動させて研磨する点では共通である。この
相対運動の態様は、例えば、研磨ヘッド又はワークの相
対移動による往復走査、あるいは、研磨ヘッドとワーク
の両方又は一方を回転させるなどの態様がある。2. Description of the Related Art Conventional polishing apparatuses include a constant-pressure processing in which a polishing head is pressed against a work (substrate) at a constant pressure, and a polishing head separated from a work by a constant distance (processing gap) as in magnetic polishing. Then, fixed position processing in which magnetic abrasive grains are filled in the space and polished is known. Both are common in that one of the polishing head and the workpiece is moved relative to the other to perform polishing. Examples of the mode of the relative movement include a mode of reciprocating scanning by relative movement of the polishing head or the work, and a mode of rotating both or one of the polishing head and the work.
【０００３】しかし、従来の研磨装置は、いずれの態様
においてもワークに対しての研磨方向（相対運動方向）
を任意に設定することはできなかった。すなわち、ワー
クによっては研磨方向を変化させることが好ましい、あ
るいは必須な研磨面を有する場合が存在するが、従来の
研磨装置ではこの要求に応えることができなかった。[0003] However, in any of the conventional polishing apparatuses, the polishing direction (relative movement direction) of the workpiece is not limited.
Could not be set arbitrarily. In other words, depending on the work, it is preferable to change the polishing direction, or there is a case where the work has an essential polishing surface, but the conventional polishing apparatus could not meet this demand.
【０００４】[0004]
【発明の目的】本発明は、被研磨物に対する研磨ヘッド
の振動方向を任意に設定可能な研磨装置を得ることを目
的とする。本発明はまた、この研磨装置を用いた好適な
制御方法を得ることを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polishing apparatus capable of arbitrarily setting a vibration direction of a polishing head with respect to an object to be polished. Another object of the present invention is to obtain a suitable control method using the polishing apparatus.
【０００５】[0005]
【発明の概要】本発明は、研磨装置の態様によると、研
磨ヘッドと、この研磨ヘッドを用いて研磨する被研磨物
を支持する支持手段とを有する研磨装置において、研磨
ヘッドと支持手段のいずれか一方を、互いに直交する二
方向にそれぞれ独立させて振動させる第一、第二の振動
手段と、この第一、第二の振動手段を制御する制御手段
とを備えたことを特徴としている。SUMMARY OF THE INVENTION According to an aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus having a polishing head and a supporting means for supporting an object to be polished using the polishing head. It is characterized by comprising first and second vibrating means for vibrating one of them independently in two directions orthogonal to each other, and control means for controlling the first and second vibrating means.
【０００６】制御手段による制御態様の一例は、第一、
第二の振動手段による合成振動方向が任意の直線方向と
なるように、それぞれの振動方向と振幅を同期して制御
する態様である。直線振動方向は、被研磨物の研磨面形
状に基づいて定める。[0006] One example of the control mode by the control means is as follows.
In this mode, the respective vibration directions and amplitudes are controlled in synchronization so that the combined vibration direction by the second vibration means is an arbitrary linear direction. The linear vibration direction is determined based on the shape of the polished surface of the workpiece.
【０００７】制御手段による別の制御態様は、第一、第
二の振動手段による直線振動方向が、徐々に変化（回
転）していくように制御する態様である。この態様で
は、被研磨物を均一に研磨することができる。Another control mode by the control means is a mode in which the linear vibration directions by the first and second vibration means are controlled so as to gradually change (rotate). In this aspect, the object to be polished can be polished uniformly.
【０００８】制御手段は、さらに、第一、第二の振動手
段による振動数を制御する。[0008] The control means further controls the frequency of the first and second vibration means.
【０００９】さらに、均一研磨のためには、研磨ヘッド
と上記支持手段の少なくとも一方を、回転させる回転手
段を備えてもよい。Further, for uniform polishing, a rotating means for rotating at least one of the polishing head and the supporting means may be provided.
【００１０】さらに、研磨ヘッドと支持手段のうち第
一、第二の振動手段によって振動させない他方を往復反
復移動させると、より研磨能力が向上し効率よく研磨す
ることができる。Further, when the other of the polishing head and the supporting means, which is not vibrated by the first and second vibrating means, is reciprocated repeatedly, the polishing ability is further improved and the polishing can be carried out efficiently.
【００１１】さらに、振動手段を支持する支持部材を回
転させると、研磨ヘッドをランダムに振動させることが
できる。Further, when the supporting member for supporting the vibration means is rotated, the polishing head can be vibrated at random.
【００１２】本発明の研磨装置は、研磨ヘッドを被研磨
物に対して略一定圧力で押し付ける定圧研磨装置にも、
研磨ヘッドを支持手段に対して略一定位置に保持する定
位置研磨装置にも適用することができる。定位置研磨装
置とした場合、研磨ヘッドを磁気研磨ヘッドとし、この
磁気研磨ヘッドで磁性砥粒を磁力保持して被研磨物を研
磨する磁気研磨装置とすることができる。[0012] The polishing apparatus of the present invention is also applicable to a constant-pressure polishing apparatus for pressing a polishing head against an object to be polished at a substantially constant pressure.
The present invention can also be applied to a fixed position polishing apparatus that holds the polishing head at a substantially constant position with respect to the support means. In the case of a fixed-position polishing apparatus, the polishing head may be a magnetic polishing head, and the magnetic polishing head may hold a magnetic abrasive grain with a magnetic force to polish an object to be polished.
【００１３】本発明は、研磨ヘッドと、この研磨ヘッド
を用いて研磨する被研磨物を支持する支持手段と、研磨
ヘッドと支持手段のいずれか一方を、互いに直交する二
方向にそれぞれ独立させて振動させる第一、第二の振動
手段とを備えた研磨装置の制御方法の態様では、被研磨
物の研磨面の研磨方向を予め記憶するステップと、この
記憶された研磨方向に基づき、第一、第二の振動手段に
よる合成振動方向を制御する研磨ステップとを有するこ
とを特徴としている。According to the present invention, a polishing head, supporting means for supporting an object to be polished using the polishing head, and one of the polishing head and the supporting means are independently provided in two directions orthogonal to each other. In the aspect of the control method of the polishing apparatus provided with the first and second vibrating means for vibrating, the step of storing the polishing direction of the polishing surface of the object to be polished in advance, and based on the stored polishing direction, And a polishing step of controlling a synthetic vibration direction by the second vibration means.
【００１４】また、同研磨装置の別の制御方法の態様に
よると、被研磨物の研磨面の凹凸を予め測定して記憶す
るステップと、第一、第二の振動手段による直線振動方
向を徐々に変化（回転）させるとともに、記憶された凹
凸データに基づき、第一、第二の振動手段の振動数を制
御する研磨ステップとを有することを特徴としている。According to another aspect of the control method of the polishing apparatus, the step of measuring and storing the unevenness of the polished surface of the object to be polished in advance and gradually changing the linear vibration direction by the first and second vibrating means is provided. And a polishing step of controlling the frequencies of the first and second vibrating means based on the stored unevenness data.
【００１５】[0015]
【発明の実施形態】図１、図２は第１の実施形態の研磨
装置の要部を示している。研磨装置本体に固定された略
円筒状のコラム（支持部材）１１にはＹステージ１３が
固定されていて、このＹステージ１３は、互いに平行を
なすＹ軸方向の２本のＹ軸レール１４ａ、１４ｂを一体
に備えている。この２本のＹ軸レール１４ａ、１４ｂに
はブロック体１５が摺動可能に嵌められていて、このブ
ロック体１５にはＸステージ１７が固定されている。Ｘ
ステージ１７は、Ｙ軸レール１４ａ、１４ｂと直交し、
互いに平行をなすＸ軸方向の２本のＸ軸レール１８ａ、
１８ｂを一体に備え、この２本のＸ軸レール１８ａ、１
８ｂにはヘッド支持部材１９が摺動可能に嵌められてい
る。ヘッド支持部材１９には、被研磨物を研磨する研磨
ヘッド２０が固定されている。1 and 2 show a main part of a polishing apparatus according to a first embodiment. A Y stage 13 is fixed to a substantially cylindrical column (support member) 11 fixed to the main body of the polishing apparatus. The Y stage 13 has two Y-axis rails 14a in the Y-axis direction parallel to each other. 14b is integrally provided. A block body 15 is slidably fitted to the two Y-axis rails 14a and 14b, and an X stage 17 is fixed to the block body 15. X
The stage 17 is orthogonal to the Y-axis rails 14a and 14b,
Two X-axis rails 18a parallel to each other in the X-axis direction,
18b, these two X-axis rails 18a, 1
A head support member 19 is slidably fitted to 8b. A polishing head 20 for polishing an object to be polished is fixed to the head support member 19.
【００１６】Ｙステージ１３の一端には、正逆駆動モー
タ２５が固定された板状部材２３が結合されている。正
逆駆動モータ２５の回転軸には送りねじが結合し、この
送りねじは板状部材２３を貫通し、ブロック体１５に設
けらた雌ねじ２７に螺合している。同様に、Ｘステージ
１７の一端には、正逆駆動モータ２９が固定された板状
部材２８が結合されている。正逆駆動モータ２９の回転
軸には送りねじ３１が結合し、送りねじ３１は板状部材
２８を貫通し、ヘッド支持部材１９に設けらた雌ねじ３
３に螺合している。A plate member 23 to which a forward / reverse drive motor 25 is fixed is connected to one end of the Y stage 13. A feed screw is connected to the rotation shaft of the forward / reverse drive motor 25, and the feed screw passes through the plate member 23 and is screwed to a female screw 27 provided on the block body 15. Similarly, a plate-shaped member 28 to which a forward / reverse drive motor 29 is fixed is connected to one end of the X stage 17. A feed screw 31 is connected to the rotation shaft of the forward / reverse drive motor 29, and the feed screw 31 penetrates the plate-like member 28, and is provided with a female screw 3 provided on the head support member 19.
3 screwed.
【００１７】以上の構成において、Ｘステージ１７、Ｙ
ステージ１３それぞれの正逆駆動モータ２９、２５を正
逆に回転させると、送りねじによってそれぞれのレール
に嵌められたヘッド支持部材１９、ブロック体１５がそ
れぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に正逆に進退し、ヘッド支持
部材１９に支持された研磨ヘッド２０がＸ−Ｙ軸方向に
進退する。In the above configuration, the X stage 17, the Y stage
When the forward / reverse drive motors 29 and 25 of the stage 13 are rotated in the forward and reverse directions, the head support member 19 and the block body 15 fitted to the respective rails by the feed screw are forward and reverse in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. The polishing head 20 supported by the head support member 19 advances and retreats in the XY axis directions.
【００１８】正逆駆動モータ２５、２９は、該モータの
回転角、回転速度を制御するコントローラ（制御手段）
３０に接続されている。すなわち、コントローラ３０
は、正逆駆動モータ２５、２９を所定の回転角、回転速
度で正逆回転するように制御し、ヘッド支持部材１９と
ブロック体１５をそれぞれＸ軸方向、Ｙ軸方向に振動さ
せる。The forward / reverse drive motors 25 and 29 are controllers (control means) for controlling the rotation angle and the rotation speed of the motors.
30. That is, the controller 30
Controls the forward / reverse drive motors 25 and 29 to rotate forward / reverse at a predetermined rotation angle and rotation speed, and vibrates the head support member 19 and the block body 15 in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively.
【００１９】ここで、図５に示すように、物点Ａを角θ
方向に距離Ｌだけ移動させる場合、Ｘ軸方向にＬX（Ｌ
ｃｏｓθ）、Ｙ軸方向にＬY（Ｌｓｉｎθ）の距離をそ
れぞれの終点（座標（ｘ、ｙ））に同時に到達するよう
に移動させればよい。従って、本実施形態においても、
研磨ヘッド２０を角θ方向に距離Ｌだけ移動させるに
は、ヘッド支持部材１９をＸ軸方向にＬX（Ｌｃｏｓ
θ）、ブロック体１５をＹ軸方向にＬY（Ｌｓｉｎθ）
だけそれぞれ移動させ、同時に終点に到達させればよ
い。また、逆方向（原点方向）に移動させるには、逆の
動作をさせればよく、正方向と逆方向の移動を繰り返す
と、研磨ヘッド２０は角θ方向に振幅Ｌで振動する。Here, as shown in FIG.
When moving by the distance L in the X direction, L X (L
cos θ) and the distance of L Y (L sin θ) in the Y-axis direction may be moved so as to simultaneously reach the respective end points (coordinates (x, y)). Therefore, also in the present embodiment,
In order to move the polishing head 20 by the distance L in the angle θ direction, the head support member 19 is moved in the X-axis direction by L X (Lcos
θ), the block body 15 is moved in the Y-axis direction by L Y (L sin θ).
, And move to the end point at the same time. In order to move the polishing head 20 in the reverse direction (origin direction), the reverse operation may be performed. When the movement in the forward direction and the reverse direction is repeated, the polishing head 20 vibrates with an amplitude L in the angle θ direction.
【００２０】コントローラ３０は、以上のように、正逆
駆動モータ２５、２９を同期制御して研磨ヘッド２０の
振動方向（合成振動方向）及び振幅を制御する。すなわ
ち、コントローラ３０は、研磨ヘッド２０を角θ方向に
振幅Ｌだけ振動させるべく、ヘッド支持部材１９がＸ軸
方向にＬｃｏｓθの振幅で振動し、ブロック体１５がＹ
軸方向にＬｓｉｎθの振幅で振動し、かつその始点と終
点が常時一致するように正逆駆動モータ２５、２９を同
期制御する。また、コントローラ３０は、正逆駆動モー
タ２５、２９の正逆回転速度を制御して研磨ヘッド２０
の振動数も制御する。振動条件は、シーケンサ、コンピ
ュータ、ＮＣコントローラ等によって任意に設定可能で
ある。さらに、コントローラ３０には、ワークの研磨面
形状に応じて、研磨ヘッド２０の振動方向（研磨方向）
を記憶する記憶手段が備えられていて、この記憶手段に
記憶された振動方向に基づいて正逆駆動モータ２５、２
９を制御することができる。研磨ヘッド２０の振動数、
振幅は特に限定はないが、例えば、振動数は０〜１００
Ｈｚとし、振幅は０〜２０ｍｍとすることができる。As described above, the controller 30 controls the vibration direction (combined vibration direction) and amplitude of the polishing head 20 by synchronously controlling the forward / reverse drive motors 25 and 29. That is, the controller 30 vibrates the polishing head 20 by the amplitude L in the angle θ direction, the head support member 19 vibrates in the X axis direction with the amplitude of Lcos θ, and the block body 15
The forward / reverse drive motors 25 and 29 are synchronously controlled so that they vibrate in the axial direction with an amplitude of Lsinθ and the start point and the end point always coincide. The controller 30 controls the forward and reverse rotation speeds of the forward and reverse drive motors 25 and 29 to control the polishing head 20.
Is also controlled. The vibration condition can be arbitrarily set by a sequencer, a computer, an NC controller, or the like. Further, the controller 30 includes a vibration direction (polishing direction) of the polishing head 20 according to the polishing surface shape of the work.
Is stored, and the forward / reverse drive motors 25, 2 are stored based on the vibration direction stored in the storage means.
9 can be controlled. The frequency of the polishing head 20,
Although the amplitude is not particularly limited, for example, the frequency is 0 to 100.
Hz and the amplitude can be 0-20 mm.
【００２１】研磨ヘッド２０の下方には、ワーク（被研
磨物）を支持するワークテーブル（支持手段）４０が位
置していて、不図示の駆動手段によって往復反復移動す
る。ワークは、定圧研磨では研磨ヘッド２０に略一定圧
力で押し付けられ、定位置研磨では研磨ヘッド２０に対
する定位置に保持される。A work table (supporting means) 40 for supporting a work (substrate to be polished) is located below the polishing head 20, and is reciprocated by a driving means (not shown). The workpiece is pressed against the polishing head 20 at a substantially constant pressure in constant pressure polishing, and is held at a fixed position with respect to the polishing head 20 in fixed position polishing.
【００２２】以上のように構成された本実施形態の研磨
装置は従って、研磨に際し、要求される研磨の方向に研
磨ヘッド２０を往復振動させることができる。すなわ
ち、コントローラ３０に入力する研磨ヘッド２０の振動
の方向と振幅及び振動数に応じて、正逆駆動モータ２
５、２９を制御することで、研磨ヘッド２０の振動方
向、振幅及び振動数を制御できる。また、ワークの研磨
面とその位置及び研磨方向情報を予め入力できる場合に
は、図６のフローに従って次のように制御することがで
きる。まず、ワークテーブル４０にワークをセットし、
ワークの形状に基づいた振動方向（研磨方向）をコント
ローラ３０（記憶手段）に記憶させる（S101）。研磨を
開始させると（S102）、コントローラ３０が、記憶され
たワーク形状に基づき、正逆駆動モータ２５、２９を制
御して研磨ヘッド２０の振動方向をワークの研磨面形状
に合致させる（S103）。The polishing apparatus of the present embodiment having the above-described configuration can reciprocate the polishing head 20 in the required polishing direction during polishing. That is, according to the direction and amplitude of vibration of the polishing head 20 and the frequency of vibration input to the controller 30, the forward / reverse drive motor 2
By controlling 5, 29, the vibration direction, amplitude and frequency of the polishing head 20 can be controlled. If the polishing surface of the work, its position, and polishing direction information can be input in advance, the following control can be performed according to the flow of FIG. First, a work is set on the work table 40,
The vibration direction (polishing direction) based on the shape of the work is stored in the controller 30 (storage means) (S101). When the polishing is started (S102), the controller 30 controls the forward / reverse drive motors 25 and 29 based on the stored workpiece shape so that the vibration direction of the polishing head 20 matches the polishing surface shape of the workpiece (S103). .
【００２３】例えば、図３のように、直交するＸ方向、
Ｙ方向に溝があるワークを研磨する場合、それぞれの方
向の溝に沿った方向に研磨ヘッド２０を振動させる。例
えば、研磨ヘッド２０がワークのＹ方向溝上のａ位置に
あるときには、研磨ヘッド２０をＹ方向に振動させ、Ｘ
方向溝上のｂ位置にあるときには、研磨ヘッド２０をＸ
方向に振動させる。研磨ヘッド２０は、任意の方向に振
動可能であるため、場所により異なる方向の溝を有する
ワークを研磨する場合においても、ワークの移動方法を
決定する際にワークの溝構造を考慮する必要はない。研
磨時に研磨ヘッド２０の直下部のワークの溝方向によっ
て研磨ヘッド２０の振動方向を制御すればよく、ワーク
を如何なる方法で移動させてもよい。例えば、単純な全
面ラスタースキャン走査でも、ランダムな移動でもよ
い。For example, as shown in FIG.
When polishing a workpiece having a groove in the Y direction, the polishing head 20 is vibrated in a direction along the groove in each direction. For example, when the polishing head 20 is at the position a on the Y-direction groove of the work, the polishing head 20 is vibrated in the Y direction, and X
When the polishing head 20 is at the position b on the direction groove,
Vibrating in the direction. Since the polishing head 20 can vibrate in any direction, even when polishing a work having grooves in different directions depending on locations, it is not necessary to consider the groove structure of the work when determining the method of moving the work. . At the time of polishing, the vibration direction of the polishing head 20 may be controlled by the groove direction of the work immediately below the polishing head 20, and the work may be moved by any method. For example, a simple full raster scan scan or a random movement may be used.
【００２４】以上は研磨面形状がＸ方向とＹ方向の直交
二方向の場合であるが、研磨面形状が任意曲線である場
合には、研磨ヘッド２０を任意曲線に沿って振動させ
る。任意曲線に沿う振動は、任意曲線を直線近似できる
部分毎に直線振動方向を定め、カーブに応じて振幅を定
める。カーブがきつければ振幅を小さくし、緩ければ大
きくなるように制御すればよい。但し、ワークの各部で
の研磨量を等しくするには、各部での研磨ヘッド２０の
振動数やワークテーブルの往復移動速度の調整が必要で
ある。The above is the case where the shape of the polishing surface is orthogonal to the X and Y directions. If the shape of the polishing surface is an arbitrary curve, the polishing head 20 is vibrated along the arbitrary curve. As for the vibration along the arbitrary curve, the linear vibration direction is determined for each portion where the arbitrary curve can be linearly approximated, and the amplitude is determined according to the curve. The control may be performed such that the amplitude is reduced if the curve is sharp, and is increased if the curve is gentle. However, in order to equalize the amount of polishing in each part of the work, it is necessary to adjust the frequency of the polishing head 20 and the reciprocating speed of the work table in each part.
【００２５】以上のように本実施形態の研磨装置では、
研磨ヘッド２０の振動方向を任意に設定することができ
る。As described above, in the polishing apparatus of the present embodiment,
The vibration direction of the polishing head 20 can be set arbitrarily.
【００２６】次に、第２の実施形態の研磨装置について
説明する。第１の実施形態は、研磨の方向性を任意方向
にする実施形態であるのに対し、この実施形態は、研磨
効率（速度）を向上させるのに好適な実施形態である。
図７は本実施形態の研磨装置の要部を示す図であり、研
磨ヘッド２０がヘッド支持部材１９にモータ２１を介し
て支持されている点、及びワークテーブル４０を、不図
示の駆動機構が設けられている点において第１の実施形
態の研磨装置と異なる。本実施形態の研磨装置は、研磨
に際し、モータ２１によって研磨ヘッド２０が回転する
とともに、不図示の駆動機構によってワークテーブル４
０が回転又は（及び）往復反復移動する。すなわち、本
実施形態の研磨装置は研磨ヘッド２０の振動に伴ってワ
ークテーブル４０が回転又は（及び）往復反復移動して
ワークを研磨する。Next, a polishing apparatus according to a second embodiment will be described. The first embodiment is an embodiment in which the directionality of polishing is set to an arbitrary direction, whereas this embodiment is a preferred embodiment for improving polishing efficiency (speed).
FIG. 7 is a view showing a main part of the polishing apparatus according to the present embodiment. The point that the polishing head 20 is supported by the head support member 19 via the motor 21 and the work table 40 are connected to a drive mechanism (not shown). It differs from the polishing apparatus of the first embodiment in that it is provided. In the polishing apparatus of this embodiment, the polishing head 20 is rotated by a motor 21 during polishing, and a work table 4 is driven by a drive mechanism (not shown).
0 rotates or (and) reciprocates repeatedly. That is, in the polishing apparatus of the present embodiment, the work table 40 is rotated or (and / or) reciprocated reciprocally by the vibration of the polishing head 20 to polish the work.
【００２７】振動による研磨はワークに対する研磨ヘッ
ドの相対速度が速く、研磨能力が高い。本実施形態で
は、さらにワーク（ワークテーブル）を回転又は往復反
復移動させているため、研磨効率が高く、研磨速度を向
上させることができる。また、ワークが回転又は往復反
復移動するため、研磨ヘッド２０がワークに対して相対
的にランダムに振動するので、均一な研磨をすることが
できる。In the polishing by vibration, the relative speed of the polishing head to the work is high, and the polishing ability is high. In this embodiment, since the work (work table) is further rotated or reciprocated repeatedly, the polishing efficiency is high and the polishing speed can be improved. Further, since the work rotates or reciprocates repeatedly, the polishing head 20 vibrates at random with respect to the work, so that uniform polishing can be performed.
【００２８】以上の実施形態では、仮に、研磨ヘッド２
０の振動方向が一定であっても、ワークテーブル４０を
適当な速度で回転又は往復反復移動させることにより均
一な研磨を行うことが可能である。しかし、より好まし
くは、図９に示すように、コントローラ３０によって研
磨ヘッド２０の振動方向を徐々に回転させるように制御
させても均一に研磨することができる。図９の直線矢印
は研磨ヘッド２０の振動方向を示し、曲線矢印は同振動
方向の変化（回転）を示している。あるいは、ランダム
関数などを用いて研磨ヘッド２０の振動方向がランダム
に変化するように制御してもよい。さらに、コラム１１
を回転させ研磨ヘッド２０の振動をランダムにしても均
一な研磨をすることができる。In the above embodiment, if the polishing head 2
Even if the vibration direction of 0 is constant, uniform polishing can be performed by rotating or reciprocating the work table 40 at an appropriate speed. However, more preferably, as shown in FIG. 9, even if the controller 30 controls the vibration direction of the polishing head 20 to be gradually rotated, the polishing can be performed uniformly. 9 indicate the vibration direction of the polishing head 20, and the curved arrow indicates a change (rotation) in the vibration direction. Alternatively, control may be performed so that the vibration direction of the polishing head 20 changes randomly using a random function or the like. In addition, column 11
Even if the polishing head 20 is rotated to make the vibration of the polishing head 20 random, uniform polishing can be performed.
【００２９】本実施形態の研磨装置は修正研磨にも適用
可能である。例えば、前加工で凹凸が生じたワークを平
らに修正する場合、図８に示すフローに従って次のよう
に制御される。あらかじめワークの凹凸データ（ワーク
内における凹凸の位置と大きさ）を測定し（S201）、そ
の凹凸データを記憶手段に記憶させる（S202）。研磨を
開始させると（S203）、コントローラ３０は、記憶手段
に記憶された凹凸データに基づいて、研磨ヘッド２０の
振動数を凸部分では大きくし、凹部分では小さくするよ
うに制御する（S204）。図４は、このようにして研磨す
るワークの被研磨面の凹凸形状、予定研磨面（平面）、
及び研磨ヘッド２０の振動数の関係を模式的に描いたも
のである。このように研磨すると、研磨量が凸部分では
多く、凹部分では少なくなるため、効率よく平らな面に
することができる。The polishing apparatus according to the present embodiment is also applicable to repair polishing. For example, in the case of flatly correcting a work having unevenness due to pre-processing, the work is controlled as follows according to the flow shown in FIG. The unevenness data of the work (position and size of the unevenness in the work) is measured in advance (S201), and the unevenness data is stored in the storage means (S202). When the polishing is started (S203), the controller 30 controls the frequency of the polishing head 20 to be larger in the convex portion and smaller in the concave portion based on the concave / convex data stored in the storage means (S204). . FIG. 4 shows the unevenness of the surface to be polished of the work to be polished in this manner, the planned polishing surface (plane),
2 schematically illustrates the relationship between the polishing head 20 and the frequency. When the polishing is performed in this manner, the polishing amount is large in the convex portion and small in the concave portion, so that a flat surface can be efficiently formed.
【００３０】本実施形態では、ワークテーブル４０を平
面内で動作させる構成としたが、さらに上下動を可能と
し、３次元空間内で動作させる構成としてもよい。この
ようなワークテーブルの動作は周知である。In the present embodiment, the work table 40 is configured to operate in a plane. However, the work table 40 may be configured to be able to move up and down and operate in a three-dimensional space. The operation of such a worktable is well known.
【００３１】以上の実施形態では、研磨ヘッド２０を直
交二軸方向に独立して振動させる構成を示したが、ワー
クテーブル４０を研磨ヘッド２０と同様に直交二軸方向
に独立して振動させる構成としてもよい。In the above embodiment, the configuration in which the polishing head 20 is vibrated independently in the orthogonal biaxial directions has been described, but the work table 40 is independently vibrated in the orthogonal biaxial directions similarly to the polishing head 20. It may be.
【００３２】研磨ヘッド２０を振動させる振動手段とし
て正逆駆動モータ２５、２９と送りねじ機構を用いた
が、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向それぞれの方向に振動させるリ
ニアモータを設け、このリニアモータによって研磨ヘッ
ド２０を振動させてもよい。Although the forward / reverse drive motors 25 and 29 and the feed screw mechanism are used as the vibration means for vibrating the polishing head 20, linear motors for vibrating in the X-axis direction and the Y-axis direction are provided. The polishing head 20 may be vibrated.
【００３３】また、以上の実施形態では、研磨ヘッド２
０をワークに対して略一定圧力で押し付ける定圧研磨装
置を示したが、磁気ヘッドで磁性砥粒を磁力保持して被
研磨物を研磨する磁気研磨装置に適用してもよい。磁気
研磨装置は、研磨力が比較的弱いため特に有効である。In the above embodiment, the polishing head 2
Although a constant-pressure polishing apparatus that presses 0 at a substantially constant pressure against a workpiece has been described, the present invention may be applied to a magnetic polishing apparatus for polishing a workpiece by holding magnetic abrasive grains with a magnetic head by a magnetic force. The magnetic polishing device is particularly effective because the polishing force is relatively weak.
【００３４】[0034]
【発明の効果】本発明によれば、被研磨物に対する研磨
ヘッドの振動方向を任意に設定可能な研磨装置が得られ
る。また、この研磨装置を用いた好適な制御方法が得ら
れる。According to the present invention, there is provided a polishing apparatus capable of arbitrarily setting a vibration direction of a polishing head with respect to an object to be polished. Further, a suitable control method using the polishing apparatus can be obtained.
【図１】本発明による第１の実施形態の研磨装置の要部
を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a polishing apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of FIG.
【図３】（Ａ）直交２方向に段差があるワークの上面図
である。（Ｂ）（Ａ）図のＩ−Ｉ線に沿ったワークの断
面図である。FIG. 3A is a top view of a work having a step in two orthogonal directions. (B) It is sectional drawing of the workpiece | work along the II line of (A) figure.
【図４】凹凸があるワークの断面とその凹凸に適した研
磨ヘッドの振動数を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a cross section of a work having irregularities and a frequency of a polishing head suitable for the irregularities.
【図５】物点Ａの角θ方向への移動を説明する図であ
る。FIG. 5 is a diagram illustrating movement of an object point A in an angle θ direction.
【図６】第１の実施形態の研磨装置の制御フローを示す
図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a control flow of the polishing apparatus according to the first embodiment.
【図７】本発明による第２の実施形態の研磨装置の要部
を示す斜視図である。FIG. 7 is a perspective view showing a main part of a polishing apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図８】第２の実施形態の研磨装置の制御フローを示す
図である。FIG. 8 is a diagram illustrating a control flow of the polishing apparatus according to the second embodiment.
【図９】直線振動方向が徐々に回転する様子を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing a state in which a linear vibration direction gradually rotates.
１１ コラム（支持部材） １３ Ｙステージ １５ ブロック体 １７ Ｘステージ １９ ヘッド支持部材 ２０ 研磨ヘッド ２１ モータ ２５ 正逆駆動モータ ２７ 雌ねじ ２９ 正逆駆動モータ ３０ コントローラ（制御手段） ４０ ワークテーブル（支持手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Column (support member) 13 Y stage 15 Block body 17 X stage 19 Head support member 20 Polishing head 21 Motor 25 Forward / reverse drive motor 27 Female screw 29 Forward / reverse drive motor 30 Controller (control means) 40 Work table (support means)
Claims (13)
研磨する被研磨物を支持する支持手段とを有する研磨装
置において、 上記研磨ヘッドと上記支持手段のいずれか一方を、互い
に直交する二方向にそれぞれ独立させて振動させる第
一、第二の振動手段と、この第一、第二の振動手段を制
御する制御手段とを備えたことを特徴とする研磨装置。1. A polishing apparatus comprising: a polishing head; and a supporting means for supporting an object to be polished using the polishing head, wherein one of the polishing head and the supporting means is moved in two directions orthogonal to each other. A polishing apparatus comprising: first and second vibrating means for independently vibrating; and control means for controlling the first and second vibrating means.
制御手段は、上記第一、第二の振動手段による合成振動
方向を任意の直線方向とするように、第一、第二の振動
手段の振動方向と振幅を同期して制御する研磨装置。2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein said control means controls the first and second vibration means so that the combined vibration direction of said first and second vibration means is an arbitrary linear direction. Polishing device that controls the vibration direction and amplitude of the object synchronously.
制御手段は、上記第一、第二の振動手段による直線振動
方向と振幅を、被研磨物の研磨面形状に基づいて制御す
る研磨装置。3. The polishing apparatus according to claim 2, wherein said control means controls the direction and amplitude of the linear vibration by said first and second vibrating means based on the polishing surface shape of the workpiece. .
制御手段は、上記第一、第二の振動手段による直線振動
方向が、徐々に変化していくように制御する研磨装置。4. The polishing apparatus according to claim 2, wherein the control means controls the linear vibration directions of the first and second vibration means to change gradually.
研磨装置において、上記制御手段は、さらに、上記第
一、第二の振動手段による振動数を制御する研磨装置。5. The polishing apparatus according to claim 1, wherein said control means further controls a frequency of said first and second vibration means.
研磨装置において、さらに、上記研磨ヘッドと上記支持
手段の少なくとも一方を、回転させる回転手段を備える
研磨装置。6. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising rotating means for rotating at least one of said polishing head and said support means.
研磨装置において、さらに、上記研磨ヘッドと上記支持
手段のうち上記第一、第二の振動手段によって振動させ
ない他方を往復反復移動させる研磨装置。7. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the other of the polishing head and the supporting means, which is not vibrated by the first and second vibrating means, is reciprocated repeatedly. Polishing equipment.
研磨装置において、さらに、上記振動手段を支持する支
持部材を回転させる研磨装置。8. The polishing apparatus according to claim 1, further comprising: rotating a support member that supports said vibrating means.
研磨装置において、上記研磨ヘッドを被研磨物に対して
略一定圧力で押し付ける定圧研磨装置である研磨装置。9. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing head is a constant-pressure polishing apparatus that presses the polishing head against an object to be polished at a substantially constant pressure.
の研磨装置において、上記研磨ヘッドを支持手段に対し
て略一定位置に保持する定位置研磨装置である研磨装
置。10. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the polishing head is a fixed-position polishing apparatus that holds the polishing head at a substantially constant position with respect to a supporting means.
研磨ヘッドは磁気研磨ヘッドであって、この磁気研磨ヘ
ッドで磁性砥粒を磁力保持して被研磨物を研磨する磁気
研磨装置である研磨装置。11. The polishing apparatus according to claim 10, wherein
A polishing apparatus, wherein the polishing head is a magnetic polishing head, and is a magnetic polishing apparatus for polishing a workpiece by holding magnetic abrasive grains with the magnetic polishing head.
て研磨する被研磨物を支持する支持手段と、上記研磨ヘ
ッドと上記支持手段のいずれか一方を、互いに直交する
二方向にそれぞれ独立させて振動させる第一、第二の振
動手段とを備えた研磨装置の制御方法であって、 被研磨物の研磨面の研磨方向を予め記憶するステップ
と、 この記憶された研磨方向に基づき、上記第一、第二の振
動手段による合成振動方向を制御する研磨ステップとを
有する研磨装置の制御方法。12. A polishing head, supporting means for supporting an object to be polished using the polishing head, and one of the polishing head and the supporting means being independently provided in two directions orthogonal to each other. A method for controlling a polishing apparatus comprising first and second vibrating means for vibrating, wherein a step of storing in advance a polishing direction of a polishing surface of an object to be polished; and A polishing step for controlling a combined vibration direction by the first and second vibration means.
て研磨する被研磨物を支持する支持手段と、上記研磨ヘ
ッドと上記支持手段のいずれか一方を、互いに直交する
二方向にそれぞれ独立させて振動させる第一、第二の振
動手段とを備えた研磨装置の制御方法であって、 被研磨物の研磨面の凹凸を予め測定して記憶するステッ
プと、 上記第一、第二の振動手段による直線振動方向を徐々に
変化させるとともに、上記記憶された凹凸データに基づ
き、上記第一、第二の振動手段の振動数を制御する研磨
ステップとを有する研磨装置の制御方法。13. A polishing head, supporting means for supporting an object to be polished using the polishing head, and one of the polishing head and the supporting means being independently provided in two directions orthogonal to each other. A method for controlling a polishing apparatus, comprising: first and second vibrating means for vibrating, the method comprising: measuring and storing in advance the irregularities of a polished surface of an object to be polished; and the first and second vibrating means. And a polishing step of controlling the frequency of the first and second vibrating means based on the stored unevenness data.
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|---|---|---|---|
| JP2000103320A JP2001287153A (en) | 2000-04-05 | 2000-04-05 | Polisher and controlling method therefor |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005219162A (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Diamond machining method |
| WO2022210721A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | Machining apparatus and machining method |
-
2000
- 2000-04-05 JP JP2000103320A patent/JP2001287153A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
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| WO2022210721A1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-10-06 | 国立大学法人長岡技術科学大学 | Machining apparatus and machining method |
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