JP2019147233A

JP2019147233A - 処理装置および処理方法

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Publication number: JP2019147233A
Application number: JP2018035047A
Authority: JP
Inventors: 後藤　和彦; Kazuhiko Goto; 和彦後藤
Original assignee: SHUWA IND; Shuwa Kogyo KK
Current assignee: SHUWA IND; Shuwa Kogyo KK
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-09-05

Abstract

【課題】揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる処理装置および処理方法を提供すること。【解決手段】本発明の処理装置は、処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理装置であって、処理具を保持して回転動作させる第１回転体と、前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体と、前記処理具および前記ワークの少なくとも一方を、前記第１，第２回転体の回転軸方向に相対的に接近させる第１駆動部と、前記第１，第２回転体の少なくとも一方を回転軸に対して垂直な方向に揺動動作させる第２駆動部と、前記第２駆動部による前記第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化に応じて前記ワークへの加工圧力が変化するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、対象物を研削または研磨する処理装置および処理方法に関する。

例えば、半導体装置の製造では、半導体基板（以下、ワークともいう）の裏面を研削装置により研削して薄化することが行われている。従来から提案される研削装置は、基台と、基台に取り付けられたモータによって回転駆動されるワークスピンドルと、基台に対して上下動可能に支持された主軸台と、主軸台に取り付けられ、モータによって回転駆動される工具スピンドルとを備え、ワークスピンドルに研削対象であるワークを吸着保持し、工具スピンドルに取り付けられた砥石によりワークを研削するタイプのものが一般的である。

また、従来の研削装置には、工具もしくはワークを保持して回転するスピンドルに対してスピンドル回転軸に直交する方向に振動を付与する振動付与機構を備えるものがある。この振動付与機構は、加工装置の基台に回転可能に支承された中空円筒状のシャフトと、シャフトの中空部を貫通して延び、シャフトの一端に回転可能に支承されるカラー及び他端に回転可能に支承されるスピンドルホルダを一体に結合するスピンドルとの二重軸から構成され、カラー及びスピンドルホルダを支承するシャフトの両端部分が当該シャフトの回転中心からほぼ同一方向へ同一量偏心した偏心軸部として形成され、振動シャフトとスピンドルとをそれぞれ回転駆動することによってカラーに固定される工具もしくはワークに回転と共に当該回転軸に直交する方向の振動を付与することを特徴とする。

特開２００５−１３１７３７号

以上のように、従来の処理装置には、研削処理において、砥石とワークとの間の相対運動方向と直交する方向に揺動動作を行うものがある。しかしながら、常に一定の条件で研削処理を行っており、揺動動作による加工圧力の変化や応力が考慮されていないため揺動動作による加工能力が十分引き出せているとはいえず、さらなる加工精度の向上が求められている。

本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる処理装置および処理方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明に係る処理装置は、処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理装置であって、処理具を保持して回転動作させる第１回転体と、前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体と、前記処理具および前記ワークの少なくとも一方を、前記第１，第２回転体の回転軸方向に相対的に接近させる第１駆動部と、前記第１，第２回転体の少なくとも一方を回転軸に対して垂直な方向に揺動動作させる第２駆動部と、前記第２駆動部による前記第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化に応じて前記ワークへの加工圧力が変化するように制御する制御部とを備えることを特徴とする。

上記構成によれば、第２駆動部による第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化、言い換えると、第２駆動部による揺動動作に応じてワークへの加工圧力が変化するように制御する。このため、揺動動作による加工具とワークとの揺動位置の変化に伴う加工圧力の変化に起因する加工精度の悪化を抑制することができる。結果、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、本発明に係る処理装置の制御部は、前記第１,第２回転体の回転軸が近づく際の加工圧力を、前記第１,第２回転体の回転軸が離れる際の加工圧力よりも低くなるように制御することを特徴とする。

通常、揺動動作において、第１,第２回転体の回転軸が近づく際は、ワーク端縁部における剥離（チッピング）が生じやすい。このため、上記構成のように、第１,第２回転体の回転軸が近づく際の加工圧力を低く制御することで、ワーク端縁部における剥離（チッピング）の発生を抑制することができる。また、第１,第２回転体の回転軸が離れる際は、ワーク端縁部における剥離が生じにくい。このため、上記構成のように、第１,第２回転体の回転軸が離れる際の加工圧力を低くしないことで加工速度（加工効率）が低下することを抑制することができる。

また、本発明に係る処理装置の前記制御部は、前記揺動の上死点および下死点の少なくとも一方における加工圧力を、他の位置における加工圧力よりも低くなるように制御することを特徴とする。

通常、揺動の上死点および下死点では、揺動動作が一時的に停止する。このため、処理具による加工圧力が分散されず、ワーク面上にかかる応力が処理具との接触領域に集中する。この結果、処理具および／またはワーク面に振動が発生して加工面の平坦度および面粗度の少なくとも一方が悪化する恐れがある。このため、上記構成のように、揺動の上死点および下死点の少なくとも一方における加工圧力を、他の位置における加工圧力よりも低くなるように制御することで、上死点および下死点の少なくとも一方における過剰加工を抑制して、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、本発明に係る処理装置の前記制御部は、前記処理具を送り出す前記第１駆動部のトルクを変化させることで前記加工圧力を制御することを特徴とする。

上記構成によれば、揺動動作による加工具とワークとの加工圧力の変化に起因する加工精度の悪化を抑制することができる。結果、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、本発明に係る処理装置は、前記ワークの厚み分布を測定する厚み分布測定部を備え、前記制御部は、前記厚み分布測定部での測定結果に基づいて、前記第２駆動部による揺動動作および前記第１駆動部による加工圧力を制御することを特徴とする。

上記構成によれば、揺動動作および加工圧力を制御することで、ワークの加工量を局所的（ワークの径方向における加工量）に制御することができるので、プロファイル算出部７４での測定結果（算出結果）に基づいて揺動動作および加工圧力を制御することで、研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、本発明に係る処理方法は、処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理方法であって、第１駆動部が、第１回転体により回転動作される処理具を、第２回転体により回転動作される前記ワークに押し当てて当該ワークを研削または研磨処理する工程と、第２駆動部が、前記第１，第２回転体の少なくとも一方を回転軸に対して垂直な方向に揺動動作させる工程と、制御部が、前記第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化に応じて前記ワークへの加工圧力が変化するように制御する工程とを有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる処理装置および処理方法を提供することができる。

実施形態に係る処理装置の構成図（側面図）である。実施形態に係る制御装置の機能構成図である。実施形態に係る処理装置の研削処理を示すフローチャートである。実施形態に係る処理装置のプロファイル測定処理を示すフローチャートである。実施形態に係る処理装置の揺動動作の説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作（中間位置）の詳細説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作（上死点位置）の詳細説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作（下死点位置）の詳細説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作の前進時（揺動前進）の詳細説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作の後退時（揺動後退）の詳細説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作時のモータ制御の説明図である。実施形態に係る処理装置の揺動動作時のモータ制御の説明図である。実施形態の変形例に係る処理装置の揺動動作時のモータ制御の説明図である。その他の実施形態に係る処理装置の構成図（斜視図）である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、処理装置としてワークを研削する研削装置を主に説明するが、本発明は、研磨装置（ラッピング装置）にも適用することができるものである。

（実施形態）
本発明にかかる実施形態の処理装置および処理方法について、図面を参照して説明する。実施形態にかかる処理装置１０は、ワークＷ（例えば、シリコン（Ｓｉ）、サファイア、シリコンカーバイト（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）等を主成分とする基板）を研削する研削装置である。処理装置１０は、処理状態を検知する複数の検知センサ（６１ａ〜６１ｄおよび６２ａ〜６２ｄ）を備え、これら検知センサの検知結果を常時収集するとともに、これら検知センサの検知結果に基づいて処理装置１０の異常を検知する。また、処理装置１０は、検知センサの検知結果に基づいて処理装置１０に記憶されているワークＷに対する処理内容を規定した処理工程（以下、レシピともいう）を動的に変更する機能を有する。

図１は、実施形態にかかる処理装置１０の側面図である。なお、図１では、処理装置１０の主要部のみを図示している。図１に示すように、処理装置１０は、基台２０（メインフレーム）と、この基台２０の下部側に位置するワーク保持部３０と、ワーク保持部３０に対向して基台２０の上部側に位置する工具回転駆動部４０と、工具回転駆動部４０を揺動動作させる揺動機構５０と、制御装置７０と、プロファイル測定器８０とを備えている。なお、図１には示してないが、処理装置１０の処理中にワークＷおよび砥石Ｇへ研削液を供給する研削液供給ノズルが設けられている。

ワーク保持部３０は、基台２０に取り付けられた保持テーブル３１と、モータ３２（サーボモータが好ましい）と、モータ３２の動力を保持テーブル３１へ伝達するベルト３３（例えば、歯付ベルト、Ｖベルトなど）とを備えている。保持テーブル３１は、ベルト３３により回転動作されるスピンドル３１１と、基台２０に取り付けられ、スピンドル３１１を回転可能に保持する軸受け３１２と、スピンドル３１１の上端側に取り付けられ、スピンドル３１１とともに回転する回転ステージ３１３（第２回転体）とを備えている。

回転ステージ３１３は、セラミック、メタル、シリコン、有機高分子多孔体、樹脂等の多孔質体からなるポーラス板と、このポーラス板を支持する枠体と、枠体が取り付けられるベースとを備えている。回転ステージ３１３の枠体及びベースには、ポーラス板に連通する吸引路が形成されている。この吸引路は、真空ポンプおよび真空発生エジェクタ等の真空発生源（不図示）に連通しており、ポーラス板を介して、ワークＷを回転ステージ３１３にバキュームチャック可能に構成されている。

工具回転駆動部４０は、架台４１（フレーム）と、工具スピンドル４２（第１回転体）と、スピンドルカバー４３と、工具スピンドル４２の軸方向駆動（図の矢印αで示すＺ方向への駆動）をガイドするガイドレール（不図示）と、工具スピンドル４２を昇降させる送りねじ４５と、工具回転駆動モータ４６（サーボモータが好ましい）と、工具回転駆動モータ４６の動力を工具スピンドル４２へ伝達するベルト４７（例えば、歯付ベルト、Ｖベルトなど）と、軸方向駆動モータ４８（サーボモータが好ましい）とを備えている。また図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの自重を保持するシリンダ４９とを備えている。

工具スピンドル４２は、ベルト４７を介して工具回転駆動モータ４６により回転駆動される。工具スピンドル４２の下端には、ワーク保持部３０の保持テーブル３１に対向して研削工具である砥石Ｇが取り付けられている。また、送りねじ４５は軸方向駆動モータ４８により回転駆動され、この送りねじ４５が係合するナット部４２１を介して工具スピンドル４２を軸方向（図の矢印αで示すＺ方向）に昇降させる。

また、工具スピンドル４２は、基台２０に取り付けられた伸縮可能なシリンダ４９に吊り下げられている。シリンダ４９は、カウンタバランス用シリンダであり工具スピンドル４２およびスピンドルカバー４３、工具回転駆動モータ４６、および砥石Ｇなどの図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの重量をキャンセルして、送りねじ４５、ナット部４２１および軸方向駆動モータ４８に負荷が掛かりにくい構成となっている。また、図１に示すように、送りねじ４５とシリンダ４９とは、工具スピンドル４２を挟んで対向する位置に設けられている。このため、工具スピンドル４２は、（鉛直方向に対して）斜め方向の負荷がほとんど掛からず、送りねじ４５、ナット部４２１およびガイドレール（不図示）等の寿命が延びる。

また、工具スピンドル４２が鉛直方向に対して斜めにほとんど傾くことなくガイドレール４４に沿って昇降し、ワークＷを加工する際の砥石Ｇに加わる加工荷重がワークＷに真っ直ぐに伝わる。なお、シリンダ４９は、工具スピンドル４２およびスピンドルカバー４３、工具回転駆動モータ４６、および砥石Ｇなどの図の矢印αで示すＺ方向の動作をするユニットの重量をキャンセルすることができれば良く、油圧方式、空気圧方式、その他の方式のいずれであってもよい。

揺動機構５０は、架台４１を揺動動作させる際のガイドレール５１と、一端が架台４１に接続され、架台４１を紙面に向かって左右（図の矢印βで示すＸ方向）に揺動動作させる伸縮可能なシリンダ５２と、シリンダ５２を駆動して伸縮動作させるモータ５３（サーボモータが好ましい）とを備える。

プロファイル測定器８０は、例えば、レーザ測定器であり、プロファイル測定器８０とワークＷ上面との距離Ｌを測定して出力する。なお、実施形態では、プロファイル測定器８０が回転ステージ３１３に保持されているワークＷ上を走査してワークＷ上面との距離Ｌを測定する構成となっているが（すなわち、プロファイル測定器８０側が動作する）、研削精度を装置仕様（スペック）内に収めることができれば、回転ステージ３１３を走査させてワークＷ上面との距離Ｌを測定する構成としてもよい（すなわち、回転ステージ３１３側が動作する）。

また、処理装置１０は、図示しない機械式（接触式）のワーク厚み測定機構を備えている。このワーク厚み測定機構は、ワークＷの上面の高さを測定する第１の測定部と、基準面の高さ（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）を測定する第２の測定部とを備えており、第１の測定部と第２の測定部との高さの差分からワークＷの厚みを算出して出力する。なお、ワーク厚み計測機構は、プロファイル測定器８０にて兼用することも可能である。ワークＷは回転ステージ３１３に吸着させる場合に変形や傷防止のために支持基板に装着される（溶剤溶着や粘着など）場合が大抵であり、その支持基板とワークＷ面との応差でワークＷの厚みに換算できる。また支持基板とワークＷが同経の場合はワークＷのオリフラ部（オリエンタルフラット）による欠損部で支持基板との応差を判別する。この場合プロファイル測定器８０をワークＷの決められた直径周縁よりわずかに内周部側に移動させ、ワークＷを回転させることでオリフラ部の凹部の両端を検出し、回転ステージ３１３におけるその２点の回転座標からオリフラ中央の座標を算出することで、オリフラ部による支持基板露出部を明確にし、同経での応差による厚み計測を実現する。このことにより、回転ステージ３１３の角度座標でのオリフラ位置を記録し、以降の加工中（回転ステージ３１３に搭載されている座標を確定させたワークＷ）の計測におけるプロファイル測定器８０での厚み計測を継続的に兼用実行できる。

制御装置７０は、処理装置１０を制御する。制御装置７０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、インターフェース回路等を含む電子回路ユニットにより構成されている。なお、制御装置７０は、相互に通信可能な複数の電子回路ユニットにより構成されていてもよい。図２は、制御装置７０の機能構成図である。図２に示す機能は、制御装置７０が備える、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等のハードウェアと、ＲＯＭ等のメモリに記憶されたプログラムにより実現される。

図２に示すように、制御装置７０は、通信部７１と、負荷モニタ部７２と、記憶部７３と、プロファイル算出部７４、制御部７５等を備える。通信部７１は、処理装置１０が備えるモータを制御するための制御信号を送信する。また、通信部７１は、図示しないサーバと通信し、データおよび制御信号等を送受信する。

負荷モニタ部７２は、モータ３２，４６，４８から出力される電流値（負荷）をモニタする。サーボモータであるモータ３２，４６，４８から出力される電流値をモニタすることにより、モータ３２，４６，４８の負荷をモニタすることができ、通常時とは異なる電流値を示した場合に異常、危険等の判定を行うことができる。

具体的には、負荷モニタ部７２は、モニタ結果の値（電流値）が、予め設定された第１範囲（第１基準値の範囲）を外れると注意（レシピの再設定（変更）により修復可能なレベルの異常）と判定し、第１範囲（第１基準値の範囲）よりも範囲の広い第２範囲（第２基準値の範囲）を外れると異常（レシピの再設定（変更）でも修復不可能なレベルの異常）と判定するように構成されている。この第１範囲および第２範囲は、モータ３２，４６，４８ごとに設定され、さらに、研削処理の手順を規定したレシピごとにも設定されている。なお、負荷モニタ部７２は、モータ３２，４６，４８の負荷（電流値）の所定時間（例えば、直近２ｓｅｃ）内における平均偏差もしくは移動平均を算出して、この平均偏差もしくは移動平均が第１範囲および／または第２範囲を外れるか否かを判定するようにしてもよい。

記憶部７３には、ワークＷを研削するための手順である各種レシピが記憶されている。レシピでは、例えば、ワークＷの回転速度（ｒｐｍ）および回転方向、砥石の回転速度および回転方向、研削量（ターゲットとするワークＷの厚み）、砥石の送り出し速度、研削中の揺動（往復運動）の速度、研削液の吐出量など種々の項目が設定されている。また、記憶部７３には、レシピごとに、モータ３２，４６，４８の第１範囲および第２範囲が設定されている。なお、各レシピのステップごとに、モータ３２，４６，４８の第１範囲および第２範囲が設定されてもよい。

さらに、記憶部７３には、後述するプロファイル算出部７４が参照して利用するデータ、例えば、プロファイル測定器８０を制御して測定するワークＷ上面との距離Ｌを測定するポイントの位置データ（例えば、ワークＷの周縁端部の複数個所、内部の複数個所および中央部など）、プロファイル測定器８０から基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２、ワークＷの厚みのプロファイルを補正するための補正用データなどが記憶されている。

ここで、補正用データは、次のようにして取得される。予め厚みのわかっている基準ワークを回転ステージ３１３上に吸着保持した後、ワークＷでの測定ポイントと同じ位置で基準ワーク上面との距離Ｌ１を測定する。次いで、記憶部７３に記憶されている予め測定された基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２から実際に測定されたワークＷ上面までの距離Ｌ１を減算してワークＷの厚みを、測定した複数のポイントごとに算出して基準ワークの厚みのプロファイルを算出する。次いで、算出された基準ワークの厚みのプロファイルから実際の厚みを減算して補正用データを作成する。この補正用データは、プロファイル測定器８０をワークＷ上で走査した際の回転ステージ３１３からのズレや傾き等による距離Ｌ１の誤差を補正するためのデータとなる。

プロファイル算出部７４は、ワークＷの厚みの分布（厚みプロファイル）を算出する。
なお、プロファイル算出部７４の動作（プロファイル算出部７４によるワークＷの厚みプロファイルの算出）については、図４を参照して詳述する。

制御部７５は、記憶部７３に記憶されている手順（レシピ）に基づいて処理装置１０を制御する。制御部７５による処理装置１０の制御については、図３〜図１２を参照して詳述する。

（研削処理）
図３は、実施形態に係る処理装置１０の研削処理を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１では、制御部７５は、記憶部７３に格納されている選択されたレシピを参照する。ステップＳ１０２では、制御部７５は、レシピにより規定された手順に従い、モータ３２，４６，４８，５３等を制御して研削処理を開始する。

ステップＳ１０３では、制御部７５は、ワーク厚みの測定を開始する。具体的には、図示しない機械式（接触式）のワーク厚み測定機構を制御して、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みを取得する。

ステップＳ１０４では、プロファイル測定器８０を用いて研削途中のワークＷの厚み分布（プロファイル）を測定する。このプロファイル測定処理では、砥石Ｇの送り量をワークＷの実際の研削量に基づいて、砥石Ｇの送り量を補正する。なお、このプロファイル測定処理については、図４を参照して詳述する。

ステップＳ１０５では、制御部７５は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっているか否かを判定する。より具体的には、制御部７５は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みと、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）とを比較し、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが所定の範囲内（例えば、選択されたレシピで規定されたワーク厚み（所定の厚み）から１％の範囲内）であるか否かを判定する。

ステップ１０５にて、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっている場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１０６では、制御部７５は、レシピにより規定された手順に従い、モータ３２，４６，４８，５３等を制御して、研削動作を終了させたのち、砥石Ｇを退避させて研削処理を終了する。また、ステップＳ１０５にて、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで指定されたワーク厚み（所定の厚み）となっていない場合（ＮＯ）、制御部７５は、ワーク厚み測定機構から出力されるワークＷの厚みが、選択されたレシピで規定されたワーク厚み（所定の厚み）となるまで研削処理を継続する。

（プロファイル測定処理）
図４は、実施形態に係る処理装置のプロファイル測定処理を示すフローチャートである。なお、このプロファイル測定処理は、図３を参照して説明した研削処理の途中で実施される。例えば、設定された研削量の５０％〜８０％が終了すると実行されることが好ましい。設定された研削量の５０％未満であると、砥石Ｇの送り量とワークＷの実際の研削量との関係を導出するには研削量が少なく、８０％を超えると砥石Ｇの送り量をワークＷの実際の研削量に基づいて補正しても研削が進みすぎておりワークＷの補正が不能となる虞があるためである。

ステップＳ２０１では、プロファイル測定器８０によりワークＷのプロファイルを測定する。具体的には、制御部７５は、プロファイル測定器８０を制御して、予め設定されたワークＷの複数のポイント（例えば、ワークＷの周縁端部の複数個所、内部の複数個所および中央部など）におけるワークＷ上面との距離Ｌ１を測定する。

ステップＳ２０２では、プロファイル算出部７４は、記憶部７３に記憶されている予め測定された基準面（例えば、ワークＷを吸着保持する回転ステージ３１３の縁端部）までの距離Ｌ２からステップＳ２０１で測定された距離Ｌ１を減算してワークＷの厚みを、測定した複数のポイントごとに算出して、ワークＷの厚みのプロファイルを算出する。

ステップＳ２０３では、プロファイル算出部７４は、記憶部７３に記憶されている予め基準ワークを回転ステージ３１３上に吸着保持して測定した補正用データを用いて、ステップＳ２０２で算出したワークＷの厚みのプロファイルを補正する。

ステップＳ２０４では、プロファイル算出部７９は、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みのプロファイルに基づいて、送りねじ４５による砥石Ｇの送り量と、ワークＷの実際の研削量との差を算出する。制御部７５は、プロファイル算出部７９により算出された差に基づいて砥石Ｇの送り量を補正する。制御部７８は、補正後の送り量に基づいて研削処理を実行する。

なお、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みプロファイルが、中央部分が厚く、周端部が薄い凸型（いわゆる山形状）となっている場合、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する時間（加工時間）が他の領域を研削する時間（加工時間）よりも長くなるように揺動動作を行うモータ５３を制御してもよいし、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する際の加工圧力がより高くなるように送りねじ４５を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクを制御してもよい。

また、ステップＳ２０３で補正したワークＷの厚みプロファイルが、中央部分が薄く、周端部が厚い凹型（いわゆる谷形状）となっている場合、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する時間（加工時間）が他の領域を研削する時間（加工時間）よりも短くなるように揺動動作を行うモータ５３を制御してもよいし、砥石ＧがワークＷの中央位置近傍を研削する際の加工圧力がより低くなるように送りねじ４５を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクを制御してもよい。

図５は、実施形態に係る処理装置１０の揺動動作の説明図である。以下、図５を参照して揺動動作について説明するが、図１〜図４を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図５（ａ）に示すように、制御装置７０の制御部７５は、工具回転駆動モータ４６を駆動して工具スピンドル４２の下端に取り付けられた砥石Ｇを回転させる。また、制御装置７０の制御部７５は、モータ３２を駆動して回転ステージ３１３に保持（バキュームチャック）されたワークＷを回転させる。

次いで、図５（ｂ）に示すように、制御装置７０の制御部７５は、軸方向駆動モータ４８を制御して砥石ＧとワークＷとが接触する位置まで送りねじ４５を回転駆動して工具スピンドル４２を下降させる。砥石ＧとワークＷとが接触後、制御部７５は、砥石ＧとワークＷとが接触した状態で、砥石ＧとワークＷとの回転を保持したまま、モータ５３を制御してワークＷ面上で砥石Ｇを揺動動作（横方向の往復運動）させる。

図６〜図８は、実施形態に係る処理装置１０の揺動動作の説明図である。以下、図６〜図８を参照して揺動動作についてより詳細に説明するが、図１〜図５を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、実施形態では、上死点位置Ｐ１、下死点位置Ｐ２、中間位置Ｐ３をそれぞれ以下のように定義する。
（１）上死点位置Ｐ１
図６〜図８の紙面に向かって揺動動作の向きが左向きから右向きに切り替わる位置である。より具体的には、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１と、スピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが最も近づく位置である。なお、揺動の幅が大きく、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１とスピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが重なったのち離れるような場合（図６〜図８で説明すると、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１が紙面に向かって右側から左側に揺動動作し、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１とスピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが重なったのち、さらに工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１が紙面に向かって右側から左側に揺動動作する場合）には、平面視にて（Ｚ軸に対して垂直な面）にて、砥石ＧとワークＷとが最も重なる位置（平面視にて、砥石ＧとワークＷとの重畳する面積が最も広くなる位置）を上死点位置Ｐ１と定義してもよい。
（２）下死点位置Ｐ２
図６〜図８の紙面に向かって揺動動作の向きが右向きから左向きに切り替わる位置である。より具体的には、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１と、スピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが最も離れる位置である。なお、揺動の幅が大きく、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１とスピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが重なったのち離れるような場合（図６〜図８で説明すると、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１が紙面に向かって右側から左側に揺動動作し、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１とスピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが重なったのち、さらに工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１が紙面に向かって右側から左側に揺動動作する場合）には、平面視にて（Ｚ軸に対して垂直な面）にて、砥石ＧとワークＷとが最も重ならない位置（平面視にて、砥石ＧとワークＷとの重畳する面積が最も狭くなる位置）を下死点位置Ｐ２と定義してもよい。
（３）中間位置Ｐ３
上死点位置Ｐ１と下死点位置Ｐ２との間の位置。

図６は、中間位置Ｐ３における揺動動作の詳細説明図である。図６（ａ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図、図６（ｂ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す正面図である。図６に示すように、中間位置Ｐ３では砥石Ｇは揺動動作によりワークＷ面上を図６の左右方向に動いている状態である。このため、砥石Ｇによる加工圧力が分散され、ワークＷ面上にかかる応力も分散される。

図７は、上死点位置Ｐ１における揺動動作の詳細説明図である。図７（ａ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図、図７（ｂ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す正面図である。上死点位置Ｐ１は揺動動作の停止位置であるため、図７に示すように、砥石Ｇは、上死点位置Ｐ１ではワークＷ面上で一時的に停止する。このため、砥石Ｇによる加工圧力が分散されず、ワークＷ面上にかかる応力が砥石Ｇとの接触領域に集中する。この結果、砥石Ｇおよび／またはワークＷ面に振動が発生して研削面の平坦度および面粗度の少なくとも一方が悪化する恐れがある。そこで実施形態に係る処理装置１０では、制御部７５は、軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を制御して上死点位置Ｐ１での研削圧力を低下させ、砥石Ｇおよび／またはワークＷ面に振動が発生することを抑制し、研削面の平坦度および面粗度の悪化を抑制している。

図８は、下死点位置Ｐ２における揺動動作の詳細説明図である。図８（ａ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図、図８（ｂ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す正面図である。上死点位置Ｐ１と同様に、下死点位置Ｐ２は揺動動作の停止位置であるため、図８に示すように、砥石Ｇは、下死点位置Ｐ２ではワークＷ面上で一時的に停止する。このため、砥石Ｇによる加工圧力が分散されず、ワークＷ面上にかかる応力が砥石Ｇとの接触領域に集中する。この結果、砥石Ｇおよび／またはワークＷ面に振動が発生して研削面の平坦度および面粗度の少なくとも一方が悪化する恐れがある。そこで実施形態に係る処理装置１０では、制御部７５は、軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を制御して下死点位置Ｐ２での研削圧力を低下させて砥石Ｇおよび／またはワークＷ面に振動が発生することを抑制し、研削面の平坦度および面粗度の悪化を抑制している。

図９および図１０は、実施形態に係る処理装置１０の揺動動作の前進時（以下、揺動前進ともいう）および後退時（以下、揺動後退ともいう）の詳細説明図である。以下、図９および図１０を参照して揺動動作の前進時および後退時の動作について詳細に説明するが、図１〜図８を参照して説明した構成と同一の構成には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、実施形態では、揺動前進および揺動後退をそれぞれ以下のように定義する。
（４）揺動前進
砥石Ｇが下死点位置Ｐ２から上死点位置Ｐ１へと向かう際の揺動動作のこと。言い換えると、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１と、スピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが近づく際の揺動動作のこと。
（５）揺動後退
砥石Ｇが上死点位置Ｐ１から下死点位置Ｐ２へと向かう際の揺動動作のこと。言い換えると、工具スピンドル４２の回転軸Ｃ１と、スピンドル３１１の回転軸Ｃ２とが離れる際の揺動動作のこと。

図９は、揺動前進する際の揺動動作の詳細説明図である。図９（ａ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図、図９（ｂ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図である。図９に示すように、揺動前進する際には、前進する推力の分力ベクトルは砥石Ｇの回転の外周鉛直方向へ拡散する。また、分力がワークＷの外周端と直行する向きに働くこととなり、ワークＷに剥離作用が働きワークＷの端部が欠ける虞がある（チッピング等が発生する虞がある）。そこで実施形態に係る処理装置１０では、制御部７５は、軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を制御して揺動前進時に研削圧力を低下させてワークＷに欠け（チッピング）が発生することを抑制している。

図１０は、揺動後退する際の揺動動作の詳細説明図である。図１０（ａ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図、図１０（ｂ）は、ワークＷと砥石Ｇの位置関係を示す平面図である。図１０に示すように、揺動後退する際には、後退する推力の分力ベクトルは砥石Ｇの回転の内周鉛直方向へ凝集する。また、分力がワークＷの外周端と直行せずに、分力がワークＷの外周端において分力が拮抗する。この結果、ワークＷの外周端の分力作用が小さくなりワークＷの端部が欠ける虞が少ない（チッピング等が発生する虞が少ない）。そこで実施形態に係る処理装置１０では、制御部７５は、軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を制御して揺動後退時に研削圧力を上昇させてワークＷの研削効率を向上させている。これにより処理装置１０のスループットが向上する。

図１１および図１２は、実施形態に係る処理装置の揺動動作時のモータ制御の説明図である。初めに、図１１を参照して、揺動動作時における砥石Ｇ（工具スピンドル４２）、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転数（ｒｐｍ）、および砥石Ｇ（工具スピンドル４２）を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクについて説明する。なお、以下の説明において「揺動基準位置」とは、上死点位置Ｐ１と下死点位置Ｐ２との中央位置（以下、センタ位置ともいう）である。

初めに、揺動動作時における砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転数の制御について説明する。領域α１では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を上死点位置Ｐ１から離れるに従い上昇させる。領域α２では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を一定に保つ。領域α３では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を下死点位置Ｐ２に近づくに従い低下させ、下死点位置Ｐ２で回転数をさらに低下させる。

領域α４では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を下死点位置Ｐ２から離れるに従い上昇させる。領域α５では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を一定に保つ。領域α６では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を上死点位置Ｐ１に近づくに従いさらに上昇させ、上死点位置Ｐ１で回転数をさらに上昇させる。

次に、揺動動作時におけるワークＷ（スピンドル３１１）の回転数の制御について説明する。領域β１では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を上死点位置Ｐ１から離れるに従い上昇させる。領域β２では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を一定に保つ。領域β３では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を下死点位置Ｐ２に近づくに従い低下させ、下死点位置Ｐ２で回転数を上昇させる。

領域β４では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を下死点位置Ｐ２から離れるに従い低下させる。領域β５では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を一定に保つ。領域β６では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を上死点位置Ｐ１に近づくに従い上昇させ、上死点位置Ｐ１で回転数を低下させる。

次に、揺動動作時における送りねじ４５の送りトルク（加工圧力）の制御について図１１および図１２を参照して説明する。領域γ１では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を上死点位置Ｐ１から離れるに従い上昇させる。領域γ２では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を一定に保つ。領域γ３では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を下死点位置Ｐ２に近づくに上昇させる。

領域γ４では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を下死点位置Ｐ２から離れるに従い低下させる。領域γ５では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を一定に保つ。領域γ６では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を上死点位置Ｐ１に近づくに従い低下させる。

なお、揺動の周期的座標（揺動前進の位置／後退の位置）における砥石ＧおよびワークＷの回転数、送りねじのトルクの関係は任意に設定が可能である。例えば、図１３は、実施形態の変形例に係る処理装置の揺動動作時のモータ制御の説明図である。以下、図１３を参照して、変形例に係る処理装置の揺動動作時における砥石Ｇ（工具スピンドル４２）、ワークＷ（スピンドル３１１）の回転数（ｒｐｍ）、および砥石Ｇ（工具スピンドル４２）を送り出す軸方向駆動モータ４８のトルクについて説明する。なお、以下の説明において、図１〜図１２を参照して説明した構成と同一の構成には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

初めに、揺動動作時における砥石Ｇ（工具スピンドル４２）の回転数の制御について説明する。領域α１では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を上死点位置Ｐ１から離れるに従い上昇させる。領域α２では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を下死点位置Ｐ２に近づくに従い低下させる。領域α３では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を下死点位置Ｐ２から離れるに従い低下させる。領域α４では、制御部７５は、砥石Ｇを回転動作させる工具回転駆動モータ４６を制御して砥石Ｇの回転数を上死点位置Ｐ１に近づくに従い上昇させる。

次に、揺動動作時におけるワークＷ（スピンドル３１１）の回転数の制御について説明する。領域β１では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を上死点位置Ｐ１から下死点位置Ｐ２へ向かうに従い低下させ、下死点位置Ｐ２で回転数をさらに低下させる。領域β２では、制御部７５は、ワークＷを回転動作させるモータ３２を制御してワークＷの回転数を下死点位置Ｐ２から上死点位置Ｐ１へ向かうに従い上昇させ、上死点位置Ｐ１で回転数をさらに上昇させる。

次に、揺動動作時における送りねじ４５の送りトルク（加工圧力）の制御について説明する。領域γ１では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を上死点位置Ｐ１から離れるに従い上昇させる。領域γ２では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を一定に保つ。領域γ３では、制御部７５は、送りねじ４５を回転動作させる軸方向駆動モータ４８を制御して軸方向駆動モータ４８のトルク（電流値）を下死点位置Ｐ２に近づくに上昇させる。

以上のように、実施形態に係る処理装置１０は、処理対象であるワークＷを研削処理または研磨処理する処理装置である。処理装置１０は、処理具である砥石Ｇを保持して回転動作させる第１回転体としての工具スピンドル４２と、ワークＷを保持して回転動作させる第２回転体としてのスピンドル３１１と、砥石ＧおよびワークＷの少なくとも一方を、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２方向に相対的に接近させる第１駆動部としての送りねじ４５と、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の少なくとも一方を回転軸Ｃ１，Ｃ２に対して垂直な方向に揺動動作させる第２駆動部としての揺動機構５０と、揺動機構５０による工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２間の距離の変化に応じてワークＷへの加工圧力が変化するように制御する制御部７５とを備える。

このため、揺動機構５０の揺動動作による砥石ＧとワークＷとの揺動位置の変化に伴う加工圧力の変化に起因する加工精度の悪化を抑制することができる。結果、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、実施形態に係る処理装置１０の制御部７５は、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２が近づく際（揺動前進の際）の加工圧力を、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２が離れる際（揺動後退の際）の加工圧力よりも低くなるように制御する。

通常、揺動動作において、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２が近づく際（揺動前進の際）は、ワークＷ端縁部における剥離（チッピング）が生じやすい。このため、上記構成のように、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２が近づく際の加工圧力を低く制御することで、ワークＷ端縁部における剥離（チッピング）の発生を抑制することができる。また、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２が離れる際（揺動後退の際）は、ワークＷ端縁部における剥離が生じにくい。このため、実施形態に上記構成のように、第１,第２回転体の回転軸が離れる際の加工圧力を低くしないことで加工速度（加工効率）が低下することを抑制することができる。

また、実施形態に係る処理装置１０の制御部７５は、揺動の上死点および下死点の少なくとも一方における加工圧力を、他の位置における加工圧力よりも低くなるように制御する。

通常、揺動の上死点および下死点では、揺動動作が一時的に停止する。このため、砥石Ｇによる加工圧力が分散されず、ワークＷ面上にかかる応力が砥石Ｇとの接触領域に集中する。この結果、砥石Ｇおよび／またはワークＷ面に振動が発生して加工面の平坦度および面粗度の少なくとも一方が悪化する恐れがある。このため、上記構成のように、揺動の上死点および下死点の少なくとも一方における加工圧力を、他の位置における加工圧力よりも低くなるように制御することで、上死点および下死点の少なくとも一方における過剰加工を抑制して、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。また揺動動作の進行方向と位置およびワークＷと砥石Ｇとの回転方向の相関により、ワークＷと砥石Ｇの作用には相違があるため常時一定の速度やトルクでは、最適な加工状態と最適なスループットを両立することは難しい。このため上記構成のように、揺動の進行方向や位置により送りねじによる加工圧力や、ワークＷおよび砥石Ｇの回転速度を連続的に変化させることで加工表面に作用する応力を適切にかつ平均化することで揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、実施形態に係る処理装置１０の制御部７５は、砥石Ｇを送り出すモータのトルクの少なくとも１以上を変化させることで加工圧力を制御する。

このため、揺動動作による砥石ＧとワークＷとの加工圧力の変化に起因する加工精度の悪化を抑制することができる。結果、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、実施形態に係る処理装置１０は、ワークＷの厚み分布を測定する厚み分布測定部としてのプロファイル算出部７４を備え、制御部７５は、プロファイル算出部７４で算出される測定結果に基づいて、第２駆動部としての揺動機構５０による揺動動作および第１駆動部としての送りねじ４５による加工圧力を制御する。

このため、揺動動作および加工圧力を制御することで、ワークの加工量を局所的（ワークの径方向における加工量）に制御することができるので、プロファイル算出部７４での測定結果（算出結果）に基づいて揺動動作および加工圧力を制御することで、研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

また、実施形態に係る処理方法は、処理対象であるワークＷを研削処理または研磨処理する処理方法である。本処理方法では、工具スピンドル４２により回転動作される砥石Ｇを、スピンドル３１１により回転動作されるワークＷに押し当てて当該ワークＷを研削または研磨処理する工程と、揺動機構５０が、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の少なくとも一方を回転軸Ｃ１，Ｃ２に対して垂直な方向に揺動動作させる工程と、制御部７５が、工具スピンドル４２，スピンドル３１１の回転軸Ｃ１，Ｃ２間の距離の変化に応じてワークＷへの加工圧力を変化させるように制御する工程とを有する。

このため、揺動動作による加工具（砥石Ｇ）とワークＷとの加工圧力の変化に起因する加工精度の悪化を抑制することができる。結果、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる。

以上説明したように、本発明によれば、揺動動作を伴う研削または研磨処理の加工精度を向上することができる処理装置および処理方法を提供することができる。また、本発明の内容は主にウエハ、セラミックなどの半導体材料、超硬質材料を対象に適用することが好ましくはあるが、同様な高精度加工技術は鋼などの従来の構造材料に対しても全く同様に適用可能である。したがって、本発明の対象は、説明の対象となった超硬質材料などに限定されるものではない。さらに、プロファイル測定器８０によりワークＷの形状を認識できるため円形以外の形状でも対象可能となり、光学式計測であるためワークＷの厚みには制限が少ない。

（その他の実施形態）
以上の各実施形態では、工具スピンドル、ワークスピンドルの回転軸が略鉛直方向に向く縦型の装置を対象として説明してきたが、本願発明はこの形式に限定されるものではなく、これら回転軸が略水平方向に向く横型の装置においても同様に適用が可能である。図示の形式では、下方に位置するワークスピンドルが従来技術で説明した固定スピンドルを形成し、上方に位置する工具スピンドルが、同じく軸方向駆動スピンドルを形成している。ただし、この固定側、駆動側の上下関係は逆になっていてもよい。また、上記実施形態では、工具スピンドル４２側（砥石Ｇ側）を揺動動作させているが、スピンドル３１１側（ワークＷ側）を揺動動作させる構成としてもよい。さらに、工具スピンドル４２側（砥石Ｇ側）およびスピンドル３１１側（ワークＷ側）の双方を揺動動作させる構成としてもよい。

また、すでに述べたように、本発明は、研磨装置（ラッピング装置）にも適用することができるものである。図１４は、本発明を適用した研磨加工の工具とワークの接触部分のみを拡大して示した図であり、その他の構成については図示を省略している。図１４において、下方からは工具スピンドル１３５が延び、工具スピンドル１３５は、図示しないモータの駆動でラップ定盤１３６を矢印γの方向に回転させる。ラップ定盤１３６には、研磨液（スラリー）が塗布されてワークの研磨が可能である。なお、本明細書においては便宜上、ラップ定盤１３６を工具に含めるものとし、またラップ定盤１３６を駆動するスピンドルを工具スピンドル１３５と称するものとする。

ラップ定盤１３６に対向して上方からワークスピンドル１３８が延び、その先端にあるワークホルダ１３９にワークＷが固定されている。本実施の形態では、ワークホルダ１３９は真空チャックで構成されており、すなわち、真空を利用してワークＷを固定保持している。ワークホルダ１３９とラップ定盤１３６とは平行となるよう調整可能に形成されているため、ワークホルダ１３９に固定されたワークＷを常にラップ定盤１３６と平行に保つことができる。前記平行方向の調整は、例えばワークホルダ１３９の半径方向４箇所に調整可能なロックボルトを配置するなどにより可能である。

このような図１４に示す研磨装置において、ワークＷまたはラップ定盤１３６を揺動さえる機構を備え、実施形態に係る処理装置１０と同様の制御（具体的には、図３〜図１３を参照して説明した制御）を行うことで加工精度および／または加工効率を向上することができる。

さらに、図１の研削装置では図中においてワークＷと砥石Ｇは１対１、図１１の研磨装置にでは図中においてワークホルダ１３９とラップ定盤１３６が１対１という表記であるが、各々において１対多数、または多数対多数など組み合わせには制限がない。

本発明は、各種材料の表面仕上げを行なう研削加工、研磨加工の産業分野において利用可能である。中でもセラミック、半導体ウエハなどの超硬質材料を効率的に、高い表面精度で研削、研磨する際において特に有効に適用することができる。

１０処理装置
２０基台（メインフレーム）
３０ワーク保持部
３１保持テーブル
３１１スピンドル
３１２軸受け
３１３回転ステージ（第２回転体）
３２モータ（動力源）
３３ベルト（動力伝達手段）
４０工具回転駆動部
４１架台（フレーム）
４２工具スピンドル（第１回転体）
４２１ナット部
４３スピンドルカバー
４５送りねじ
４６工具回転駆動モータ（動力源）
４７ベルト（動力伝達手段）
４８軸方向駆動モータ
４９シリンダ
５０揺動機構
５１ガイドレール
５２シリンダ
５３モータ（動力源）
７０制御装置
７１通信部
７２負荷モニタ部
７３記憶部
７４プロファイル算出部
７５制御部
８０プロファイル測定器
Ｄ１ワークの厚み
Ｄ２ワークの研削量
Ｄ３送り量
Ｌ１回転ステージまでの距離
Ｌ２研削前のワーク上面までの距離
Ｌ３研削後のワーク上面までの距離
Ｇ砥石
Ｗワーク

Claims

処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理装置であって、
処理具を保持して回転動作させる第１回転体と、
前記ワークを保持して回転動作させる第２回転体と、
前記処理具および前記ワークの少なくとも一方を、前記第１，第２回転体の回転軸方向に相対的に接近させる第１駆動部と、
前記第１，第２回転体の少なくとも一方を回転軸に対して垂直な方向に揺動動作させる第２駆動部と、
前記第２駆動部による前記第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化に応じて前記ワークへの加工圧力が変化するように制御する制御部と
を備えることを特徴とする処理装置。
前記制御部は、
前記第１,第２回転体の回転軸が近づく際の加工圧力を、前記第１,第２回転体の回転軸が離れる際の加工圧力よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項１に記載の処理装置。
前記制御部は、
前記揺動の上死点および下死点の少なくとも一方における加工圧力を、他の位置における加工圧力よりも低くなるように制御することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の処理装置。
前記制御部は、
前記処理具を送り出す前記第１駆動部のトルクを変化させることで前記加工圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の処理装置。
前記ワークの厚み分布を測定する厚み分布測定部を備え、
前記制御部は、
前記厚み分布測定部での測定結果に基づいて、前記第２駆動部による揺動動作および前記第１駆動部による加工圧力を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の処理装置。
処理対象であるワークを研削処理または研磨処理する処理方法であって、
第１駆動部が、第１回転体により回転動作される処理具を、第２回転体により回転動作される前記ワークに押し当てて当該ワークを研削または研磨処理する工程と、
第２駆動部が、前記第１，第２回転体の少なくとも一方を回転軸に対して垂直な方向に揺動動作させる工程と、
制御部が、前記第１,第２回転体の回転軸間の距離の変化に応じて前記ワークへの加工圧力が変化するように制御する工程と
を有することを特徴とする処理方法。