JP2005028542A - 粘弾性ポリッシャーおよびそれを用いた研磨方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この粘弾性ポリッシャー3は、外周が円形状に形成された、すなわち所定の外周半径の円盤状台金21の主表面に、所定厚さでもって且つ中心部に所定の内周半径の穴部22aが形成されてなる所定幅の環状粘弾性層22が固着されたもので、上記円盤上台金21の主表面に、中心部から外周に向って放射状の溝部21aが等角度間隔で複数本形成されている。
【選択図】 図2
Description
したがって、粘弾性ポリッシャーを用いる研磨方法では、粘性および弾性率の高い材料を選択することが高品質の向上に有利となる。
1)溝部加工に伴う表面粘弾性の低下による研磨品質の低下
2)溝部加工にコストがかかる
3)磨耗による溝部形状の経時変化
などである。
上記円盤上台板の所定表面に、中心部から外周に向って放射状の溝部を複数本形成したものである。
また、本発明の請求項7に係る粘弾性ポリッシャーは、請求項6に記載のポリッシャーにおける研磨剤として、酸化セリウムを主成分とするものを用いたものである。
回転される粘弾性ポリッシャーの表面に、被研磨物を回転させながら押し付けて研磨を行う際に、当該被研磨物の回転中心部を粘弾性層における半径方向での幅の中心部に一致させる方法である。
また、請求項10に係る研磨方法は、請求項8または9に記載の研磨方法において、被研磨物の回転半径が描く軌跡の幅が粘弾性層の半径方向での幅よりも大きくなるようにする方法である。
[実施の形態1]
本発明の実施の形態1に係る粘弾性ポリッシャーおよび当該粘弾性ポリッシャーを用いて被研磨部材を研磨する研磨装置を、図1〜図7に基づき説明する。
この研磨装置1は、ベッド2上に設けられて粘弾性ポリッシャー3を水平面内で回転させる回転台4と、同じくベッド2上の回転台4の側方位置にて立設された支柱体5と、この支柱体5に上下方向のガイドレール6を介して昇降自在に設けられスライド部材7と、支柱体5の上部に設けられて例えばねじ機構を介してスライド部材7を昇降させる昇降用モータ8と、上記スライド部材7に取り付けられるとともに回転用モータ9にて鉛直軸心回りで回転される回転軸部(主軸ともいう)10を有する回転ヘッド体11と、この回転ヘッド体11の回転軸部10の下端部に設けられて被研磨物Wを保持するためのチャック12とから構成され、また被研磨物Wにおける研磨部分に液状の研磨剤(以下、研磨液という)Kを供給するための研磨剤供給装置13が具備されている。
図2は粘弾性ポリッシャーの平面図、図3は図2のA−A断面図、図4は図2のB−B断面図である。
図5に示すように、粘弾性層22に被研磨物Wを介して所定の押圧力(分布荷重)Pが作用すると、溝部21a上の粘弾性層22bには、下記(1)式にて示される撓み量δが生じる。
ここで、Eは粘弾性層22のヤング率、Iは粘弾性層22の断面二次モーメントを示している。
I=bh(b2+h2)/12・・・(2)
また、溝部21aの幅Wおよび深さD1については、粘弾性層22のヤング率Eを勘案し、例えば溝部21aの深さD1が粘弾性層22の撓み量δよりも大きくなるように設計される。溝部21a上の粘弾性層22bは、研磨時には被研磨物Wと非接触であるため磨耗せず、粘弾性層22の厚みを一定に保つことができるため、粘弾性層22に生じる撓み量δを常に一定に維持することができる。すなわち、被研磨物Wとの間に常に一定深さの撓みδが形成されて当該研磨部分への安定した研磨液Kの供給を実現することができる。また、粘弾性層22bに生じた凹状空間部Sは研磨液Kの供給効果のみではなく、研磨時に生じる切り屑を捕獲し、円盤状台金21の回転遠心力により排除する効果もある。その結果、研磨面における平行度、平坦度、仕上げ表面粗さなどの研磨品質を高く(良好に)維持することができる。なお、必ずしも、溝部21aの深さD1が撓み量δよりも大きくしなくても良いが、撓みδより溝部21aの深さD1を小さくした場合、粘弾性層22の底部は溝部21aに接触することになる。この場合、溝部21aの周辺の粘弾性層22は研磨とともに磨耗するため、経時的に凹状空間部Sの深さは浅くなり上述した効果は小さくなる。したがって、深さD1は撓み量δより大きい方が好ましい。
[実施の形態2]
次に、本発明の実施の形態2に係る粘弾性ポリッシャーを、図8〜図10に基づき説明する。
[実施の形態3]
次に、本発明の実施の形態3に係る粘弾性ポリッシャーを、図11〜図13に基づき説明する。
特に、研磨時の回転による粘弾性ポリッシャー3の外周上の一点における遠心力および慣性力との合成ベクトルと、放射状の溝部21a′の交差角度θを合わせることにより、溝部21a′上の粘弾性層22bに生じる凹状空間部Sを流れる研磨液Kの流速を早くすることができるため、結果的に研磨液Kの供給量を増加させることができる。したがって、研磨品質をさらに改善することができる。
上述した各構成によると、粘弾性層が固着される円盤状台金に放射状の溝部を形成することにより、粘弾性層への溝部の形成を不要にした低コストで研磨品質の高い研磨用の粘弾性ポリッシャーおよび研磨方法を提供することができる。
3 粘弾性ポリッシャー
4 回転台
5 支柱体
6 ガイドレール
7 スライド部材
8 昇降用モータ
9 回転用モータ
11 回転ヘッド体
13 研磨剤供給装置
21 円盤状台金
21a 放射状溝部
21a′ 放射状溝部
21b 環状溝部
22 粘弾性層
22a 穴部
22b 溝部上の粘弾性層
K 研磨液
S 粘弾性層に生じる凹状空間部
Claims (10)
- 円盤状台板の所定表面に粘弾性層が設けられてなる粘弾性ポリッシャーであって、上記円盤上台板の所定表面に、中心部から外周に向って放射状の溝部を複数形成したことを特徴とする粘弾性ポリッシャー。
- 円盤状台板の所定表面に設けられる放射状の溝部を、当該円盤状台板の中心点を通過する中心線に対して、±15度以下の角度範囲で交差させたことを特徴とする請求項1記載の粘弾性ポリッシャー。
- 円盤状の粘弾性層の中心部に、所定半径でもって穴部を形成するとともに、各溝部の内周側始端部を、当該穴部より外周側に位置させたことを特徴とする請求項1または2に記載の粘弾性ポリッシャー。
- 粘弾性層に対応する円盤状台板の所定表面に、同心円状でもって環状の溝部を複数形成したことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の粘弾性ポリッシャー。
- 粘弾性層として、少なくとも表面に多数の気孔が形成された材料を用いたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の粘弾性ポリッシャー。
- 粘弾性層の少なくとも表面に研磨剤を含有させたことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の粘弾性ポリッシャー。
- 粘弾性層に含有した研磨剤は酸化セリウムを主成分とする研磨剤であることを特徴とする請求項6に記載の粘弾性ポリッシャー。
- 請求項1乃至7のいずれかに記載の粘弾性ポリッシャーを用いた研磨方法であって、
回転される粘弾性ポリッシャーの表面に、被研磨物を回転させながら押し付けて研磨を行う際に、当該被研磨物の回転中心部を粘弾性層における半径方向での幅の中心部に一致させることを特徴とする研磨方法。 - 粘弾性ポリッシャーおよび被研磨物における回転方向と回転数とを同一にしたことを特徴とする請求項8に記載の研磨方法。
- 被研磨物の回転半径が描く軌跡の幅が粘弾性層の半径方向での幅よりも大きくなるようにしたことを特徴とする請求項8または9に記載の研磨方法。
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