JP2009034812A - 平面両面研磨方法及び平面両面研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＴや医療機器産業に用いられるガラス等の脆性材に用いられる砥粒を分散させた流体を用いた研磨加工を行うことができ、大きな加工量を求められる粗研磨から高精度の平滑性が求められる精密仕上げ研磨まで連続的に適用できる平面両面研磨方法及び平面両面研磨装置を提案する。
【解決手段】本発明の平面両面研磨方法は、下面に研磨パッド２を取り付けて上定盤１とし、上面に研磨パッド２を取り付けて下定盤６とし、前記各定盤１，６をそれぞれの研磨パッド２，２を対向させた状態でそれぞれ面向きを一定とした偏芯旋回運動を可能とし、前記研磨パッド２，２の対向空間に、面向きを一定として１軸又は２軸往復する摺動運動又は円軌道運動を可能とするキャリア７に複数の被加工物９を保持させて臨ませ、砥粒を分散させたスラリー３を各定盤１，６から加工面に供給しつつ、前記各定盤１，６を偏芯旋回運動させると共に、前記キャリア７を往復状に摺動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＴや医療機器産業に用いられるガラス等の脆性材に用いられる砥粒を分散させた流体を用いた研磨加工を行うことができ、大きな加工量を求められる粗研磨から高精度の平滑性が求められる精密仕上げ研磨まで連続的に適用できる平面両面研磨方法及び平面両面研磨装置に関する。

平面状の被加工物の研磨は粗研磨工程によって厚みを整え、さらに表面仕上げを精密研磨工程にて行なう。従来の両面研磨装置は中心軸が配備され、その周りを遊星回転するキャリア治具に被加工物が取り付けられ、上下の定盤に挟まれながら、相対速度を与えながら研磨運動されている。
例えば画像表示板用ガラス板や光学フィルターガラス板等の板厚性の確保と平坦度並びに平面度に高い精度を要求される平板状の被加工物を研磨する方法において、例えば特許文献１には、被加工物を保持したキャリアを円軌道に沿って並行移動回転するようにし、このキャリアを挟んでそれぞれ回転する研磨用円板を、キャリアの円軌道の中心を振分け点として互いに反対の向きに往復動させる方法が開示されている。
特公昭４４−２２７７号公報

しかしながら、前記方法では、固形状の砥石を用いる方法では、粗研磨としては一定の評価が与えられるが、微細なスクラッチ痕が発生するという欠点がある。また、砥石を用いる研削方法では、被加工物の加工は片面のため、被加工物加工面の反転作業は、人手が必要である等、能率的な問題点を有する。
一方、遊離砥粒（スラリー）を用いる研磨方法（例えば図４，５参照）では、研磨定盤によって発生する遠心力によって発生する遠心力で、砥粒が研磨領域から外側へと飛散するという問題が生じる。さらに遠心力で中央部から飛ばされた砥粒により被加工物の外縁部が大きく削られ（縁だれ）る場合もあった。また、前記のように各定盤と被加工物をそれぞれ制御するため、駆動部の機構が複雑であるという問題があった。さらに、被加工物を保持するキャリアを回転する態様では、回転軸付近では遠心力が殆ど作用しないため、相対的運動が最も少なく加工量も小さい。そのため、被加工物を配置できないエリア（回転軸付近）が存在することになり、キャリアに一度に保持できる枚数も少なかった。このように、遊離砥粒（スラリー）を用いる研磨方法は、加工効率の低い工法であることが知られていた。

そこで、前記従来の問題点を解消でき、加工量を求められる粗研磨から高精度の平滑性が求められる精密仕上げ研磨まで適宜に適用することができ、優れた研磨効果を実現する新たな装置や加工法の創出が望まれていた。

本発明は上記実状に鑑み、提案されたものであり、下面に研磨パッドを取り付けて上定盤とし、上面に研磨パッドを取り付けて下定盤とし、前記各定盤をそれぞれの研磨パッドを対向させた状態でそれぞれ面向きを一定とした偏芯旋回運動を可能とし、前記研磨パッドの対向空間に、面向きを一定として１軸又は２軸往復する摺動運動又は円軌道運動を可能とするキャリアに任意の枚数（複数枚）の被加工物を保持させて臨ませ、砥粒を分散させたスラリーを各定盤から加工面に供給しつつ、前記各定盤を偏芯旋回運動させると共に、前記キャリアを往復状に摺動させることを特徴とする平面両面研磨方法に関するものである。
なお、「面向きを一定とした」とは、それ自体は回転（自転）しないで、旋回することを意味している。

また、本発明は、前記研磨方法において、重力方向に対して垂直に１０ｋＨｚ 〜１００ｋＨｚの微振動を与え、砥粒に相対速度を供給する平面両面研磨方法をも提案する。

さらに、本発明は、前記研磨方法において、偏芯旋回運動は、外周部に設けたリング錘を回転させることにより、上下の定盤の平行バランスを保持しつつ偏芯旋回運動させるものであることを特徴とする平面両面研磨方法をも提案する。

また、本発明は、前記研磨方法において、研磨パッドは、ラッピング用又はポリシング用であることを特徴とする平面両面研磨装置をも提案する。

また、本発明は、下面に研磨パッドを取り付けて上定盤とし、上面に研磨パッドを取り付けて下定盤とし、前記各定盤をそれぞれの研磨パッドを対向させた状態でそれぞれ面向きを一定とした偏芯旋回運動を可能とする旋回機構と、前記研磨パッドの対向空間にて、任意の枚数（複数枚）の被加工物を保持させたキャリアを面向きを一定として１軸又は２軸往復させる摺動運動又は円軌道運動を可能とする摺動機構と、砥粒を分散させたスラリーを各定盤から加工面に供給する供給機構と、を備えることを特徴とする砥粒を分散させた流体を用いた平面両面研磨装置をも提案するものである。

本発明の平面両面研磨方法では、上定盤、下定盤は、被加工物の研磨仕上げ加工に際し、面向きを一定とした偏芯旋回運動を行う。本発明の研磨装置では、この各定盤の偏芯旋回運動を制御する機構を旋回機構とする。また、キャリアは、加工空間にて任意の枚数（複数枚）の被加工物を保持し、面向きを一定として往復する摺動運動を行う。本発明の研磨装置では、このキャリアの１軸又は２軸往復状の摺動運動又は円軌道運動を制御する機構を摺動機構とする。さらに、前記各定盤を加工空間を隔てて対向させ、砥粒を分散させたスラリーを各定盤から加工面に供給できる。本発明の研磨装置では、このスラリーの供給を制御する機構を供給機構とする。
そして、前記３つの機構を適宜に制御することにより、砥粒を分散させたスラリーに好適な相対速度が与えられ、キャリアに保持された被加工物に対して上下の定盤が恰も偏芯旋回状に臨む挙動を示すので、この定盤から加工面に供給された砥粒により、粗研磨から精密仕上げ研磨まで適宜に被加工物の表裏面を高品位にさらに良好な研磨効率で仕上げることができる。

また、本発明の方法及び装置を前記従来の方法と比べると、以下の点で優れている。
第１に、前記従来の方法では、各定盤と被加工物をそれぞれ制御するため、駆動部の機構が複雑であるという問題がある。これに対し、本発明では各定盤及びキャリアの比較的容易な駆動による機構の簡易化を実現している。
第２に、前記従来の方法では、定盤の回転軸に相当するキャリアの中心エリアでは相対運動量が小さいが、円周に近づくほど相対運動量は大きくなり、砥粒による研磨量も不均一となる。これに対し、本発明では各定盤の摺動並びにキャリアの摺動は、面向きを一定として行われるので、基本的に相対速度が無い個所が発生しないため、キャリアに保持させる部位によって不均一な仕上がりになることが抑制され、キャリアの何れの場所に保持させた被加工物でも均一に研磨加工することができる。要するに、従来の方法では、被加工物が回転してしまうために、その試料中央部では周速がゼロになり砥粒が運動しなくなって削りにくくなる。これに対し、本発明では、被加工物が回転しないため、その周速の差が抑えられる。
第３に、前記従来の方法では、キャリアの回転軸周辺の著しく相対運動量が少ないエリアが存在するため、被加工物を配置できないエリアが存在し、そのため、一度に研磨できる枚数も少なかった。これに対し、本発明では、従来の方法のような運動量が著しく少ないエリアが存在しないので、キャリアの面積を有効に利用でき、多量の被加工物を保持させて研磨することができ、一度に研磨できる枚数が極めて多いものとなる。

また、本発明の平面両面研磨方法は、重力方向に対して垂直に１０ｋＨｚ 〜１００ｋＨｚの微振動を与え、砥粒に相対速度を供給することにより、より効率的、高能率な研磨が可能となる。このような超音波振動は、砥粒に転動が生じるものであれば、上下の各定盤とキャリアのどちらに作用させてもよく、両方に作用させてもよい。

さらに、本発明の平面両面研磨方法は、外周部に設けたリング錘を回転させることにより、上下の定盤の平行バランスを保持しつつ偏芯旋回運動させることができる。即ちバネやワイヤーで平行度を保持しようとすると、環境温度によって伸縮するため精度を保持することが困難となる場合があるが、このように外周部に設けたリング錘が回転運動するように構成することで、上下の定盤の平行バランスを容易に保持させることができる。

また、本発明の平面両面研磨方法は、上定盤の下面及び下定盤の上面に、それぞれラッピング用又はポリシング用の研磨パッドを取り付けて研磨の更なる効率化を図ることができ、粗研磨から精密仕上げまで一つの装置にて連続的に加工を実施することができる。

本発明では、上定盤の下面及び下定盤の上面を加工空間を隔てて対向させるので、上定盤は下方へ向かって臨むように配置され、下定盤は上方へ向かって臨むように配置され、これらの挙動（運動）を制御する機構（機械・装置）はそれぞれ加工空間の反対側（上定盤では上方、下定盤では下方）に設けられる。
また、各定盤の加工面側にはラッピング用（粗研磨用）パッドやポリシング（精密研磨用）パッドを適宜に取り付けるようにしてもよい。

本発明における各定盤の偏芯旋回運動は、定盤自体は回転することなくＸＹ平面に平行に円軌道を描くように偏芯旋回運動する、即ち面向きを一定にして旋回するものであって、具体的には回転運動を公知の偏心カムやエキセンシャフトなどを用いた機構を適用して面向きを一定にした偏芯旋回運動に変換する。この「面向きを一定とした」とは、前述のように、それ自体は回転（自転）しないで、旋回することを意味している。また、この偏芯旋回運動を制御する旋回機構における各定盤の旋回速度は特に限定するものではないが、各々の定盤の駆動を独立させることを特徴とする。例えば５〜２００ｒｐｍ程度の旋回速度が望ましい。

本発明におけるキャリアは、面向きを一定として前記定盤の前記旋回軌道の径方向、例えばＸ軸１軸方向に直線的に往復摺動してもよいし、ＸＹ軸２軸方向に同時に往復摺動させてもよいし、円軌道を描くように運動させるようにしてもよく、具体的には公知の機構を適用することができる。
前述のように何れの場合にも砥粒は十分に転動して研磨に寄与するが、キャリアを１軸又は２軸往復状の摺動運動をさせる場合には、砥粒が一直線上を動く堀込み加工のような挙動を示すこともあるのに対し、キャリアを円軌道運動をさせる場合には、砥粒は絶えず異なる点で運動するので、砥粒の転動が全体的に十分に且つ均一に起こり、この砥粒による研磨量がより均一になる。キャリアの駆動においても各定盤と独立に駆動させることを特徴とする。
また、この摺動運動又は円軌道運動を制御する摺動機構におけるキャリアの移動速度は特に限定するものではないが、例えば１０〜３００ｍｍ／秒程度の移動速度が望ましい。なお、このキャリアには１枚或いは複数枚の任意の枚数の被加工物を保持させればよい。そして、本発明の仕上げ方法及び仕上げ装置におけるキャリアには、従来の両面研磨装置における中心エリア（回転軸付近）のような運動量が極めて小さい領域が存在しないので、平坦度のばらつき発生が抑制され効率よく研磨でき、多くの枚数の被加工物を保持することが可能である。

本発明の仕上げ方法及び仕上げ装置に用いる砥粒を分散させたスラリーは、誘電性砥粒を水に分散させたスラリーを使用することが望ましいが、特にこれに限定するものではなく、例えばシリコーンオイルに分散させたものでもよい。
分散媒としての水は、廃液の処理の容易さ、安定性に優れているため、環境に配慮したものであって、被加工物としてのガラスと親和性が高い点でも好適である。

さらに、系に電界を掛けることを将来的に考えているが、その点でもシリコーンオイルは誘電率が３程度であるが、水は誘電率８０と高く、メカノケミカル効果を出すことにより、研磨効率の向上が見込まれた。即ち水と砥粒を混合したスラリーを研磨に用いることで、メカノケミカル現象による研磨援用効果と砥粒による研磨現象により、合理的な研磨効果が得られることが見込まれた。また、砥粒を含んだスラリーは、電界を用いることにより誘電率が高い水に支配され、この水自体で砥粒の飛散を抑えることが見込まれた。そして、スラリーの水に代えてシリコーンオイルを用いた場合には、ガラスと同じ成分Ｓｉを含むため、シリコーンオイルのＳｉがガラスに付着し、砥粒の飛散は抑えられるが、研磨効率が低下することが予想される。

誘電性砥粒としては、硬度が被加工物の硬度と同等或いはそれ以上であるか、被加工物とメカノケミカル作用を有するものが用いられる。具体的にはダイアモンドやコランダム、エメリー、ザクロ石、珪石、焼成ドロマイト、溶融アルミナ、人造エメリー、炭化珪素、酸化ジルコニウムなど、或いはメカノケミカル研磨に使用される酸化クロムや酸化珪素、酸化鉄、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、炭化マグネシウム、炭酸バリウムなどが挙げられる。

以下、図面の実施例に基づいて説明する。
図１〜３は、本発明の仕上げ方法を実施する仕上げ装置の原理模式図である。
上定盤１は、図１及び図２の中央に示した加工空間Ａ（キャリア７が配置されている）の上方に位置し、下方へ向かって臨むように配置されている。この上定盤１の下面には図２に示すように多数の微細孔が形成された研磨パッド２が取り付けられ、その内部には、砥粒を分散させたスラリー３の貯留部４が形成されている。このスラリー貯留部４には、図示しないポンプ等から構成される供給機構から偏心カム軸５を通じて随時砥粒を分散させたスラリー３が供給される。
尚、前記研磨パッド２としては、粗研磨に際してはラッピング用パッドを用いればよいし、精密仕上げに際してはポリシング用パッドを用いればよい。
前記上定盤１に対し、加工空間Ａを隔てて下方に対向するように位置する下定盤６は、前記上定盤１と上下が逆であるが、ほぼ同様の構造を有しており、図面に同一符号を付して説明を省略する。

前記上下の定盤１，６の運動は、図３にて示されるように、面向きを一定として偏芯旋回運動を行う。即ち図３の左右方向がＸ軸方向で、上下方向がＹ軸方向とすると、定盤１，６自体は回転することなくＸＹ平面に平行に円軌道を描くように旋回する。尚、図１〜図３ではＸ軸方向は何れも左右方向である。これらの定盤１，６の旋回は、公知の偏心カムを用いた機構にて回転が偏芯旋回に変換、制御されている。

また、前記加工空間Ａに配されて上定盤１と下定盤６間に位置するように配置されるキャリア７は、図３に示すようにＸ軸方向に長い矩形状であって、略正方形状を有する複数の嵌合空部８を備え、この嵌合空部８に光学フィルターガラス板等の被加工物９を嵌め込むことができる。

このキャリア７の運動は、図３に示されるように、前記円軌道の径方向、例えばＸ軸方向に面向きを一定として往復する摺動運動を行う。すなわちキャリア７は、図３の矢印で示す左右方向に、面向きを一定として往復する摺動運動を行う。
また、キャリア７は、ＸＹ平面をＸ・Ｙ２軸方向に往復摺動運動又は円軌道運動を行うように制御してもよい。
このようなキャリア７の運動は、公知の往復機構を適用して制御している。

尚、前記図３にて各定盤１，６の摺道運動の軌道が楕円状、偏心状となっているのは、定盤１，６の偏芯旋回運動にキャリア７の往復運動が重なるから、仮にキャリア７が固定（停止）しているとすると、恰も定盤１，６が楕円状、偏心状を描くように旋回することを意味している。

次に、上下の定盤が面向きを一定にして偏芯旋回運動を行う機構について説明する。図４は全体斜面図、図５は研磨定盤の分解図である。
図４に関して、１６は被加工物１７を保持するキャリアを示す。このキャリア１６はガラスエポキシ樹脂の平板に、被加工物１７をはめ込むための矩形状の抜き穴加工を施したものであり、ＸＹ平面をＹ軸方向（同図面では右前から左奥方向）に繰り返し往復運動する。またキャリア１６は、ＸＹ平面をＸ・Ｙ２軸方向に往復するように制御してもよい。或いは円軌道運動を行うように制御してもよい。これを研磨パッド（同図では図示せず）を貼った上定盤１５と下定盤１８で挟み込む。この上研磨定盤１５を加圧方向に下降させることで研磨に必要な加工圧を与える。定盤支持シャフト１１はそれぞれ上下エキセンシャフトホルダ１４に組み込まれたエキセンシャフト１２を通って固定されており、このエキセン部が駆動用ギヤ１３により面回転移動することで定盤支持シャフト１１はエキセンシャフト１２中心から距離Ｒの線上を移動する。それに伴い、定盤１５，１８も距離Ｒの線上を移動する。また、定盤支持シャフト１１に垂直方向に連結した自転制御シャフト１９をレール２１上の自転制御ブロック２０に通すことで、エキセンシャフト１２の回転に連動して前述のブロック２０がレール２１上を往復運動し、定盤支持シャフト１１の自転を制御する。この機構により、エキセンシャフト１２回転時に、常に斜線部の上定盤１５の側面Ａがキャリア１６の側面Ａ'と平行関係を保ったまま被加工物１７に対して全体面回転運動する。

図５は（上）定盤１５の分解図である。上定盤１５は図示するように内部が中空構造となっており、側面からの砥粒の漏れを防ぐため底部に絶縁材ならびに除震材（２つの機能を有する）２２をはめ込んでいる。定盤支持シャフト１１を通ってきた砥粒は上定盤１５内に溜まり、上定盤１５底部の砥粒供給穴２３から研磨領域へと供給される。また、上定盤１５には超音波振動機連結軸（加震軸）２４が取り付けてあり、この軸を介して上定盤１５自体を２５ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの間で微振動（超音波振動）させる。
前述の定盤支持シャフト１１の自転制御機構、上定盤１５構造・微振動機構は上下とも相同である。つまり、上下の定盤１５，１８の同位相同偏心運動（旋回運動）による摺動と超音波による微振動、キャリア１６の往復運動という相対運動により高能率な研磨が可能となる。

これに対し、従来の研磨方法を実施する研磨装置を図６，７に示した。
図６に示す研磨装置は、上下の定盤３１，３２が、それぞれ図示するように逆方向に回転するものとする。これらの定盤３１，３２間に挟持されるように配されるキャリア３３には、中心部に太陽歯車（中心軸）を持ち、この太陽歯車の駆動と内歯車の駆動により、キャリア３３を公転、自転させているが、この中央部に太陽歯車があるために研磨領域が狭くなる。すなわち図７では、前記太陽歯車が存在する中心部を中心エリア３５としているが、その存在により、円縁に近い部分に合計５箇所の嵌合空部が設けられるに過ぎず、一度に研磨できる被加工物３４の枚数も少ない。さらに、各被加工物３４においても、中心軸に近い部分と円周に近い部分とでは定盤３１，３２との相対運動でやはり差異が生じて均一な加工を行うことができない。
さらに、嵌合空部に嵌め込まれた各被加工物３４を、嵌合空部内にてそれぞれ回転するようにする場合には、駆動部の機構が極めて複雑となり、しかもその回転の中心軸が存在するため、新たな差異が生ずるばかりで、均一な加工を行うことができない。

前記図１〜３の本発明の装置と、前記図６，７の従来の装置を比べると、以下のような相違がある。
前記従来の装置では、中心部の太陽歯車の駆動によりキャリア３３を公転、自転させているので、被加工物３４を配置できない中央エリア３５が存在し、そのため、一度に研磨できる枚数も少なかった。
これに対し、前述のように本発明ではキャリア７を回転するものではないため、相対運動量が著しく少ないエリアが存在しない。したがって、キャリア７の面積を有効に利用でき、多量の被加工物９を保持させて研磨することができ、一度に研磨できる枚数が極めて多いものとなる。

また、前記従来の装置では、キャリア３３を回転させるので、その中心軸に相当するキャリア３３の中心エリア３５では相対運動量が小さく、円周に近づくほど相対運動量は大きくなる。しかもそれらの相対運動量の違いにより、中心エリア３５付近と円周に近い付近とでは、砥粒の運動量が研磨量に影響し，そのため研磨試料位置によって研磨量に相違が生じて不均一となる。
これに対し、前述のように本発明では、各定盤１，６の摺動並びにキャリア７の摺動が面向きを一定として行われるので、基本的に遠心力等が作用することがないため、遠心力が小さい中心軸付近といったエリアも形成されず、キャリア７に保持させる部位（嵌合空部８）によって不均一な仕上がりになることがなく、キャリア７の何れの場所に保持させた被加工物９でも均一に仕上げ研磨することができる。

また、前記従来の装置では、キャリア３３と被加工物３４をそれぞれ回転制御するため、駆動部の機構が複雑になる。特に研磨効率の向上の観点では、一つのキャリア７に多くの嵌合空部を設けることが望まれているが、図示実施例のように５箇所であってもそれぞれが回転できるようにすることは、極めて駆動部の機構が複雑になる。
これに対し、前述のように本発明の装置では、定盤１，６を、公知の偏心カムを用いた機構にて制御し、キャリア７を公知の往復機構にて制御し、何れも比較的容易な駆動であるから、機構の簡易化が実現される。

図８は、外周部に設けたリング錘２５を回転させることにより、上下の定盤２６の平行バランスを保持しつつ偏芯旋回運動させる原理図を示すものであり、２７はオフセット中心位置からの距離が半径の７０％以内を示し、２８は回転ローターを示す。バネやワイヤーで平行度を保持した場合には環境温度によって伸縮するため精度の保持が困難となることもあるが、このように外周部に設けたリング錘２５が回転運動するように構成することで、上下の定盤２６の平行バランスを容易に保持させることができる。

［実施例１］
前記図１〜５、８に示した本発明の平面両面研磨装置を用いて粗研磨を実施した。
前記キャリア７の動作、定盤１，６について以下に示す。
キャリア７の摺動範囲は、２軸同時駆動にてＸ軸方向、Ｙ軸方向ともに、中心位置より片側５〜５０ｍｍ、計１００ｍｍの範囲での移動可能とした。
キャリア７の摺動速度としては、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向ともに、１０〜２００ｍｍ／ｓｅｃの範囲とした。
また、研磨加工圧としては０〜５００Ｎの範囲とした。
さらに、定盤１，６の旋回スピードは、上下ともに５〜２００ｒｐｍとした。
また、定盤１，６の大きさは２５０×２５０ｍｍとした。
そして、上下定盤を偏芯旋回運動させると共に被加工物を保持するキャリアを１軸往復状に摺動させることにより、被加工物として、ガラス板（材質ＢＫ−７）４０×４０×２ｍｍを一度に１５枚（１５枚／回）以上を研磨可能であり、３０分間程度の実施にて粗さ２００ｎｍＲａ→１．６ｎｍＲａに仕上げることが可能であった。
さらに被加工物を保持するキャリアをＸ・Ｙ軸２軸往復状円軌道運動させることにより、被加工物として、ガラス板（材質ＢＫ−７）４０×４０×２ｍｍを一度に１５枚（１５枚／回）以上を研磨可能であり、３０分間程度の実施にて粗さ２００ｎｍＲａ→０，８ｎｍＲａに仕上げることが可能であった。
また、ステンレス材で構成したキャリアを用意し、被加工物としてガラス板（材質ＢＫ−７）を用いて重力方向に垂直に微振動を与える実験を行った。印加周波数として５０ＫＨｚを与えたところ、印加前が２．０ｎｍＲａ→印加後１．２ｎｍＲａに仕上げ粗さを抑制することが可能となった。このように良好な仕上げ効果をさらに優れた面に仕上げる効果を見出すことが確認された。
さらに、リング錘回転数は１００ｒｐｍで回転させながら、研磨するとリング錘回転前が６０．５ｎｍＰＶ→２０．２ｎｍＰＶとなり、形状精度を良好にすることが可能となり、すなわち研磨定盤面のばたつきを抑制できるものと期待される。
なお、研磨パッドは、ラッピング用又はポリシング用でもよく、現状の砥粒は平均粒径を１．５μｍとしてポリシング用としているが、砥粒サイズを３μｍ程度の大きなラッピング用の砥粒でも同様の効果は得られ、何れのタイプでも採用が可能であった。
これに対し、本発明の装置における上下研磨定盤と同等寸法の定盤の大きさを有する既存の４ｗａＹ両面研磨装置では、研磨領域直径３００ｍｍにおいてキャリアの占有面積の関係上、５枚／回程度しか研磨できなかった。
また、研磨除去量については、既存の両面研磨装置では、３０分で１０μｍ程度の除去量が得られたのに対し、本発明の装置に電界を印加しながら研磨することで、３０分で２０μｍ以上の研磨除去量が得られることを確認できた。よって、研磨能力としては、４倍以上の能力を有する両面研磨方法ならびに装置であることが確認された。

以上本発明を図面の実施の形態に基づいて説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の構成を変更しない限りどのようにでも実施することができる。

本発明の平面両面研磨装置の一例を原理的に示す分解斜視図である。 図１の平面両面研磨装置の要部を示す断面図である。 図１の平面両面研磨装置の定盤及びキャリアの運動の状況を示す平面図である。 上下の定盤の偏芯旋回運動の機構の一例を原理的に示す斜視図である。 上下の定盤の供給機構の一例を示す斜視図である。 従来の平面研磨装置の一例を示す正面図である。 図６の平面研磨装置のキャリアを示す平面図である。 （ａ）本発明の平面両面研磨装置における旋回機構の一例を原理的に示す平面図、（ｂ）側面図である。

符号の説明

１ 上定盤
２ 研磨パッド
３ スラリー
４ 貯留部
５ 偏心カム軸
６ 下定盤
７ キャリア
８ 嵌合空部
９ 被加工物
１１ 定盤支持シャフト
１２ エキセンシャフト
１３ 駆動用ギア
１４ エキセンシャフトホルダ
１５ 上定盤
１６ 試料保持キャリア
１７ 被加工物
１８ 下定盤
１９ 制御シャフト
２０ ブロック
２１ レール
２２ 絶縁材ならびに除震材（２つの機能を有する）
２３ スラリーまたは洗浄水供給穴
２４ 加震軸
２５ リング錘
２６ 定盤
２７ オフセット中心位置からの距離が半径の７０％以内を示す
２８ 回転ローター

Claims (5)

1. 下面に研磨パッドを取り付けて上定盤とし、上面に研磨パッドを取り付けて下定盤とし、前記各定盤をそれぞれの研磨パッドを対向させた状態でそれぞれ面向きを一定とした偏芯旋回運動を可能とし、前記研磨パッドの対向空間に、面向きを一定として１軸又は２軸往復することで摺動運動又は円軌道運動を可能とするキャリアに任意の枚数の被加工物を保持させて臨ませ、砥粒を分散させたスラリーを各定盤から加工面に供給しつつ、前記各定盤を偏芯旋回運動させると共に、前記キャリアを往復状に摺動させることを特徴とする平面両面研磨方法。
2. 重力方向に対して垂直に１０ｋＨｚ〜１００ｋＨｚの微振動を与え、砥粒に相対速度を供給することを特徴とする請求項１に記載の平面両面研磨方法。
3. 偏芯旋回運動は、外周部に設けたリング錘を回転させることにより、上下の定盤の平行バランスを保持しつつ偏芯旋回運動させるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の平面両面研磨方法。
4. 研磨パッドは、ラッピング用又はポリシング用であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の平面両面研磨方法。
5. 下面に研磨パッドを取り付けて上定盤とし、上面に研磨パッドを取り付けて下定盤とし、前記各定盤をそれぞれの研磨パッドを対向させた状態でそれぞれ面向きを一定とした偏芯旋回運動を可能とする旋回機構と、前記研磨パッドの対向空間にて、任意の枚数の被加工物を保持させたキャリアを面向きを一定として１軸又は２軸往復させる摺動運動又は円軌道運動を可能とする摺動機構と、砥粒を分散させたスラリーを各定盤から加工面に供給する供給機構と、を備えることを特徴とする砥粒を分散させた流体を用いた平面両面研磨装置。

Images