JP2020175452A - 面取り加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ツルーイングの際に発生する屑等による被加工物の損傷や汚染を防ぐことのできる面取り加工装置を提供する。【解決手段】第１の面と第１の面とは反対側の第２の面とを有する円盤状の被加工物１１の外周部を面取り加工する面取り加工装置２は、被加工物より小径の保持面を有し、保持面を回転させるテーブル４０と、被加工物の外周部に接触する凹部を側面に有する円筒状の面取り砥石３２と、被加工物の外周部に接触する側面を有する円筒状の研磨パッド３６と、面取り砥石及び研磨パッドが装着される第１スピンドル２８と、を含む加工ユニット２４と、面取り砥石の凹部に対応する形状の凸部を側面に有する円筒状の整形砥石５０と、整形砥石が装着される第２スピンドル４６と、を含み、加工ユニットに対してテーブルとは反対側に配置されたツルアー４４と、テーブルと加工ユニットとツルアーとを相対的に移動させる移動機構４と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、円盤状の被加工物の外周部を面取り加工する際に用いられる面取り加工装置に関する。

各種の電子機器に組み込まれるデバイスチップの生産には、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハが使用される。このウェーハは、円柱状のインゴットをワイヤーソー等でスライスして円盤状のアズスライスウェーハを形成し、その表裏面の平坦度をラッピング処理によって高めた後に、外周部に残る角を面取り加工によって落とすことで得られる。

上述したウェーハに代表される円盤状の被加工物の面取り加工は、通常、この被加工物を保持するテーブルと、側面に面取り加工用の凹部（溝）が形成された円筒状の砥石（面取り砥石）と、を含む面取り加工装置を用いて行われる（例えば、特許文献１参照）。被加工物を保持したテーブルと砥石とを回転させて、この砥石の凹部を被加工物の外周部に接触させることで、被加工物を面取り加工できる。

特開平１１−３４７９０１号公報

ところで、上述した面取り加工装置は、テーブルと同軸で回転するツルアー（ツルーイング工具）を備えている。ツルアーを回転させて砥石の側面に接触させることで、この砥石をツルーイングして、面取り加工により摩耗する凹部の形状を簡単に整えることができる。

しかしながら、上述した面取り加工装置のツルアーは、テーブルと同軸で回転するように構成されているので、ツルーイングの際に発生する屑等がテーブルに付着し易い。屑等が付着した状態のテーブルで被加工物を保持すると、この屑等によって被加工物が損傷し、汚染されてしまう。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ツルーイングの際に発生する屑等による被加工物の損傷や汚染を防ぐことのできる面取り加工装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、第１の面と該第１の面とは反対側の第２の面とを有する円盤状の被加工物の外周部を面取り加工する際に用いられる面取り加工装置であって、該被加工物より小径の保持面を有し、該保持面を回転させる回転駆動源に連結されたテーブルと、該被加工物の該外周部に接触する凹部を側面に有する円筒状の面取り砥石と、該被加工物の該外周部に接触する側面を有する円筒状の研磨パッドと、該面取り砥石及び該研磨パッドが装着される第１スピンドルと、を含む加工ユニットと、該面取り砥石の該凹部に対応する形状の凸部を側面に有する円筒状の整形砥石と、該整形砥石が装着される第２スピンドルと、を含み、該加工ユニットに対して該テーブルとは反対側に配置されたツルアーと、該テーブルの該保持面によって保持された該被加工物の該外周部に該面取り砥石の該凹部が接触する第１の加工位置と、該テーブルの該保持面によって保持された該被加工物の該外周部に該研磨パッドの該側面が接触する第２の加工位置と、該整形砥石の該凸部に該面取り砥石の該凹部が接触する第１の整形位置と、該整形砥石の該凸部に該研磨パッドの該側面が接触する第２の整形位置と、の間で該テーブルと該加工ユニットと該ツルアーとを相対的に移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする面取り加工装置が提供される。

本発明の一態様において、該移動機構は、該加工ユニットを水平方向に移動させる水平移動機構と、該加工ユニットを鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、を含んでも良い。また、該テーブルの該保持面は、該整形砥石よりも上方に位置することが好ましい。

本発明の一態様にかかる面取り加工装置では、加工ユニットに対してテーブルとは反対側にツルアーが配置されているので、ツルーイングの際に発生する面取り砥石や研磨パッドの屑等がテーブルの保持面に付着し難い。よって、ツルーイングの際に発生する屑等による被加工物の損傷や汚染を防ぐことができる。

面取り加工装置の側面図である。 面取り砥石のツルーイングの様子を示す側面図である。 研磨パッドのツルーイングの様子を示す側面図である。 被加工物が面取り加工される様子を示す側面図である。 被加工物が面取り加工される様子を示す平面図である。 変形例にかかる面取り加工装置の側面図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかる面取り加工装置２の側面図である。図１に示すように、面取り加工装置２は、ボールねじ式の移動機構４を備えている。この移動機構４は、例えば、支持構造（不図示）の側面に固定され水平方向（Ｘ軸方向）に対して概ね平行な一対のガイドレール６を含む。

ガイドレール６には、水平移動プレート８がスライド可能に取り付けられている。水平移動プレート８の裏面側（ガイドレール６側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、ガイドレール６に対して概ね平行なボールねじ１０が螺合されている。

ボールねじ１０の一端部には、パルスモータ１２が連結されている。パルスモータ１２でボールねじ１０を回転させれば、水平移動プレート８は、ガイドレール６に沿って水平方向に移動する。すなわち、ガイドレール６、水平移動プレート８、ボールねじ１０、及びパルスモータ１２によって、水平移動機構が実現されている。

水平移動プレート８の表面（ガイドレール６とは反対側の面）には、鉛直方向（Ｚ軸方向）に対して概ね平行な一対のガイドレール１４が固定されている。ガイドレール１４には、鉛直移動プレート１６がスライド可能に取り付けられている。鉛直移動プレート１６の裏面側（ガイドレール１４側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、ガイドレール１４に対して概ね平行なボールねじ１８が螺合されている。

ボールねじ１８の一端部には、パルスモータ２０が連結されている。パルスモータ２０でボールねじ１８を回転させれば、鉛直移動プレート１６は、ガイドレール１４に沿って鉛直方向に移動する。すなわち、ガイドレール１４、鉛直移動プレート１６、ボールねじ１８、及びパルスモータ２０によって、鉛直移動機構が実現されている。

鉛直移動プレート１６の表面（ガイドレール１４とは反対側の面）には、固定具２２が設けられている。この固定具２２には、被加工物１１（図４等参照）を面取り加工するための加工ユニット２４が支持されている。本実施形態の面取り加工装置２で面取り加工される被加工物１１は、例えば、第１の面１１ａ（図４等参照）と、第１の面１１ａとは反対側の第２の面１１ｂ（図４等参照）とを有する円盤状に形成される。

この被加工物１１の外周部１１ｃ（図４等参照）が、面取り加工装置２によって面取り加工される。被加工物１１は、代表的には、シリコン等の半導体材料でなるウェーハである。ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる板を被加工物１１として面取り加工することもできる。

加工ユニット２４は、固定具２２に固定されたスピンドルハウジング２６を備える。スピンドルハウジング２６には、鉛直方向に対して概ね平行な軸心２８ａを持つスピンドル（第１スピンドル）２８が回転できる態様で収容されている。スピンドル２８の先端部（下端部）は、スピンドルハウジング２６の下端面から外部に露出している。このスピンドル２８の先端部には、マウンタ３０が固定される。一方で、スピンドル２８の基端側（上端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

マウンタ３０は、例えば、先端側（下端側）の外周面にねじ溝が形成された円柱状のボス部と、ボス部の基端側（上端側）に接続された円盤状のフランジ部とを含む。このマウンタ３０のボス部には、面取り砥石３２と、スペーサ３４と、研磨パッド３６とが装着される。具体的には、面取り砥石３２、スペーサ３４、及び研磨パッド３６の中央部には、それぞれ孔が設けられており、各孔にマウンタ３０のボス部が挿入される。

面取り砥石３２と、スペーサ３４と、研磨パッド３６とがマウンタ３０に装着された状態で、このマウンタ３０が備えるボス部の先端側には、固定用のナット３８が締め込まれる。これにより、面取り砥石３２と、スペーサ３４と、研磨パッド３６とは、マウンタ３０と、ナット３８とによって挟持される。すなわち、面取り砥石３２と、スペーサ３４と、研磨パッド３６とが、マウンタ３０等を介してスピンドル２８の先端部に固定される。

面取り砥石３２は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂等の結合材で固めて所定の高さ（厚さ）の円筒状に形成され、その側面３２ａには、径方向で内側に窪んだ凹部（溝）が形成されている。面取り砥石３２に含ませる砥粒の大きさ（粒径）に特段の制限はないが、例えば、♯２０００前後の、小さめの砥粒を含ませると良い。また、加工の効率等を考慮すると、面取り砥石３２の高さは、被加工物１１の厚さ以上に設定されることが望ましい。ただし、面取り砥石３２の高さは、被加工物１１の厚さ未満に設定されても良い。

面取り砥石３２の凹部は、周方向で側面３２ａの全体に形成されている。また、この凹部の形状は、面取り加工を経て得られる被加工物１１の外周部１１ｃの形状に対応している。そのため、面取り砥石３２を回転させて、側面３２ａの凹部を被加工物１１の外周部１１ｃに接触させれば、被加工物１１の外周部１１ｃを面取り砥石３２で研削して、凹部に対応する凸状に整形できる。

スペーサ３４は、例えば、セラミックス等の材料を用いて円環状に形成されており、面取り砥石３２と、研磨パッド３６との間隔を維持するために使用される。このように、スペーサ３４によって、面取り砥石３２と、研磨パッド３６との間隔を維持することで、面取り砥石３２と、研磨パッド３６とを互いに接触させることなく保持できる。ただし、面取り砥石３２と、研磨パッド３６とが密着しても良い場合には、このスペーサ３４を省略できる。

研磨パッド３６は、例えば、砥粒を含有しない不織布等の材料を用いて所定の高さ（厚み）の円筒状に形成されており、その側面３６ａには、径方向で内側に窪んだ凹部（溝）が形成されている。なお、加工の効率等を考慮すると、研磨パッド３６の高さは、被加工物１１の厚さ以上に設定されることが望ましい。ただし、研磨パッド３６の高さは、被加工物１１の厚さ未満に設定されても良い。

研磨パッド３６の凹部は、周方向で側面３２ａの全体に形成されている。また、この凹部の形状は、面取り加工を経て得られる被加工物１１の外周部１１ｃの形状に対応している。そのため、面取り砥石３２を回転させて、側面３２ａの凹部を被加工物１１の外周部１１ｃに接触させることで、被加工物１１の外周部１１ｃを研磨パッド３６で研磨して、例えば、鏡面に加工できる。

なお、本実施形態では、スピンドルハウジング２６側から順に、面取り砥石３２、スペーサ３４、及び研磨パッド３６が配置された加工ユニット２４の例を示したが、面取り砥石３２、及び研磨パッド３６の位置を入れ替えても良い。すなわち、スピンドルハウジング２６側から順に、研磨パッド３６、スペーサ３４、及び面取り砥石３２が配置されることもある。

水平移動プレート８の移動方向（水平方向）に沿って加工ユニット２４の一方側には、被加工物１１を保持するための円盤状のテーブル４０が配置されている。テーブル４０は、鉛直方向に対して概ね平行（つまり、スピンドル２８の軸心２８ａに対して概ね平行）な軸心４２ａを持つスピンドル４２の先端部（上端部）に固定されている。

スピンドル４２の基端側（下端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。つまり、テーブル４０は、スピンドル４２を介して回転駆動源に連結され、この回転駆動源の動力によって、スピンドル４２の軸心４２ａの周りに回転する。テーブル４０の上面は、被加工物１１を保持する保持面４０ａとして機能する。そのため、この保持面４０ａも、回転駆動源の動力によって、スピンドル４２の軸心４２ａの周りに回転することになる。

具体的には、この保持面４０ａは、テーブル４０の内部に設けられた吸引路（不図示）等を介してエジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、保持面４０ａは、水平移動プレート８の移動方向に対して概ね平行、且つ被加工物１１よりも小径に形成されている。

被加工物１１を保持面４０ａに載せて、この保持面４０ａに吸引源の負圧を作用させれば、被加工物１１はテーブル４０によって保持される。なお、保持面４０ａは、被加工物１１よりも小径に形成されているので、被加工物１１がテーブル４０（保持面４０ａ）によって保持されると、被加工物１１の外周部１１ｃは、径方向でテーブル４０の外側にはみ出す。そのため、テーブル４０に保持された被加工物１１の外周部１１ｃに対して、面取り砥石３２や研磨パッド３６を適切に接触させることができる。

加工ユニット２４に対してテーブル４０と反対側の位置には、ツルアー（ツルーイング工具）４４が配置されている。このツルアー４４は、鉛直方向に対して概ね平行（つまり、スピンドル２８の軸心２８ａに対して概ね平行）な軸心４６ａを持つスピンドル（第２スピンドル）４６を含む。スピンドル４６の先端部（上端部）には、マウンタ４８が固定されている。一方で、スピンドル４６の基板側（下端側）には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

マウンタ４８は、例えば、先端側（上端側）の外周面にねじ溝が形成された円柱状のボス部と、ボス部の基端側（下端側）に接続された円盤状のフランジ部とを含む。このマウンタ４８のボス部には、整形砥石５０が装着される。具体的には、整形砥石５０の中央部には、孔が設けられており、この孔にマウンタ４８のボス部が挿入される。

整形砥石５０がマウンタ４８に装着された状態で、このマウンタ４８が備えるボス部の先端側には、固定用のナット５２が締め込まれる。これにより、整形砥石５０は、マウンタ４８と、ナット５２とによって挟持される。すなわち、整形砥石５０がマウンタ４８等を介してスピンドル４６の先端部に固定される。

整形砥石５０は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂等の結合材で固めて所定の高さ（厚さ）の円筒状に形成され、その側面５０ａには、径方向で外側に膨らんだ凸部が形成されている。ただし、この整形砥石５０は、面取り砥石３２を適切に整形できる材質で形成される必要がある。また、整形砥石５０の高さは、面取り砥石３２の側面３２ａに形成される凹部の幅（面取り砥石３２の高さ方向に沿った長さ）以上に設定されることが望ましい。

整形砥石５０の凸部は、周方向で側面５０ａの全体に形成されている。また、この凸部の形状は、面取り砥石３２の側面３２ａに形成された凹部の形状に対応している。すなわち、整形砥石５０の凸部の形状は、面取り加工を経て得られる被加工物１１の外周部１１ｃの形状に対応する。

この整形砥石５０を回転させて、側面５０ａの凸部を面取り砥石３２の側面３２ａに接触させることで、面取り砥石３２の側面３２ａの凹部を適切な形状に整形できる（ツルーイング）。本実施形態では、この整形砥石５０がテーブル４０の保持面４０ａよりも低い位置（下方）に配置される。

すなわち、テーブル４０の保持面４０ａは、整形砥石５０よりも高い位置（上方）に配置される。これにより、例えば、テーブル４０の保持面４０ａが、整形砥石５０よりも低い位置（下方）に配置される場合等と比べて、ツルーイングの際に発生する屑がテーブル４０の保持面４０ａに付着し難い。なお、整形砥石５０は、研磨パッド３６の側面３２ａの凹部を適切な形状に整形する際にも使用される。

図２は、面取り砥石３２のツルーイングの様子を示す側面図である。図２に示すように、面取り砥石３２のツルーイングでは、例えば、加工ユニット２４の回転駆動源の動力によってスピンドル２８を回転させる。また、ツルアー４４の回転駆動源の動力によってスピンドル４６を回転させる。

すなわち、面取り砥石３２と整形砥石５０とを互いに回転させる。なお、面取り砥石３２のツルーイングでは、スピンドル４６を回転させる方向を、スピンドル２８を回転させる方向と同じにすると良い。これにより、面取り砥石３２を素早く研削して整形できるようになる。

次に、面取り砥石３２の側面３２ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが接触するように、加工ユニット２４を移動機構４で移動させる。具体的には、面取り砥石３２の高さが整形砥石５０の高さに合うように加工ユニット２４の鉛直方向の位置を調整した上で、この加工ユニット２４を水平方向に移動させる。加工ユニット２４が、面取り砥石３２の側面３２ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが接触する第１の整形位置に位置付けられると、整形砥石５０の側面５０ａにより面取り砥石３２の側面３２ａが研削される。

整形砥石５０の側面５０ａによって面取り砥石３２の側面３２ａが研削され、面取り砥石３２の側面３２ａの凹部が適切な形状に整形された後には、面取り砥石３２の側面３２ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが離れるように、加工ユニット２４を移動機構４で水平方向に移動させる。以上により、面取り砥石３２のツルーイングが完了する。

図３は、研磨パッド３６のツルーイングの様子を示す側面図である。図３に示すように、研磨パッド３６のツルーイングでは、例えば、加工ユニット２４の回転駆動源の動力によってスピンドル２８を回転させる。また、ツルアー４４の回転駆動源の動力によってスピンドル４６を回転させる。

すなわち、研磨パッド３６と整形砥石５０とを互いに回転させる。なお、研磨パッド３６のツルーイングでは、スピンドル４６を回転させる方向を、スピンドル２８を回転させる方向と同じにすると良い。これにより、研磨パッド３６を素早く研削して整形できるようになる。

次に、研磨パッド３６の側面３６ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが接触するように、加工ユニット２４を移動機構４で移動させる。具体的には、研磨パッド３６の高さが整形砥石５０の高さに合うように加工ユニット２４の鉛直方向の位置を調整した上で、この加工ユニット２４を水平方向に移動させる。加工ユニット２４が、研磨パッド３６の側面３６ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが接触する第２の整形位置に位置付けられると、整形砥石５０の側面５０ａにより研磨パッド３６の側面３６ａが研削される。

整形砥石５０の側面５０ａによって研磨パッド３６の側面３６ａが研削され、研磨パッド３６の側面３２ａの凹部が適切な形状に整形された後には、研磨パッド３６の側面３６ａの凹部と整形砥石５０の側面５０ａの凸部とが離れるように、加工ユニット２４を移動機構４で水平方向に移動させる。以上により、研磨パッド３６のツルーイングが完了する。

図４は、被加工物１１が面取り加工される様子を示す側面図であり、図５は、被加工物１１が面取り加工される様子を示す平面図である。なお、図５では、面取り加工装置２の一部の構成要素が省略されている。図４に示すように、被加工物１１を面取り加工する際には、まず、テーブル４０の保持面４０ａで被加工物１１を保持する。具体的には、テーブル４０の保持面４０ａに被加工物１１を載せ、この保持面４０ａに吸引源の負圧を作用させる。これにより、被加工物１１は、テーブル４０に保持される。

併せて、被加工物１１の第１の面１１ａ側に押さえプレート５６を載せ、この押さえプレート５６で被加工物１１を上方からテーブル４０に固定する。なお、本実施形態では、被加工物１１の第１の面１１ａが上を向くように第２の面１１ｂを保持面４０ａに接触させているが、第２の面１１ｂが上を向くように第１の面１１ａを保持面４０ａに接触させても良い。

テーブル４０の保持面４０ａで被加工物１１を保持した後には、例えば、加工ユニット２４の回転駆動源の動力によってスピンドル２８を回転させる。また、スピンドル４２に連結された回転駆動源の動力によってこのスピンドル４２を回転させる。すなわち、面取り砥石３２及び研磨パッド３６とテーブル４０（保持面４０ａ）とを互いに回転させる。なお、被加工物１１の面取り加工では、スピンドル４２を回転させる方向を、スピンドル２８を回転させる方向と逆にすると良い。

そして、図５に示すように、テーブル４０の保持面４０ａによって保持された被加工物１１の外周部１１ｃと面取り砥石３２の側面３２ａの凹部とが接触するように、加工ユニット２４を移動機構４で移動させる。具体的には、面取り砥石３２の高さが被加工物１１の高さに合うように加工ユニット２４の鉛直方向の位置を調整した上で、この加工ユニット２４を水平方向に移動させる。加工ユニット２４が、被加工物１１の外周部１１ｃと面取り砥石３２の側面３２ａの凹部とが接触する第１の加工位置に位置付けられると、被加工物１１の外周部１１ｃが研削される。

なお、被加工物１１の外周部１１ｃを面取り砥石３２の側面３２ａの凹部で研削する際には、被加工物１１の外周部１１ｃと面取り砥石３２の側面３２ａの凹部とが接触する第１の接触領域に対して、この第１の接触領域の上方に配置されるノズル５４から、水等の切削液が供給される。

面取り砥石３２の側面３２ａの凹部によって被加工物１１の外周部１１ｃが研削され、被加工物１１の外周部１１ｃが適切な形状に整形された後には、被加工物１１の外周部１１ｃと面取り砥石３２の側面３２ａの凹部とが離れるように、加工ユニット２４を移動機構４で水平方向に移動させる。

次に、テーブル４０の保持面４０ａによって保持された被加工物１１の外周部１１ｃと研磨パッド３６の側面３６ａの凹部とが接触するように、加工ユニット２４を移動機構４で移動させる。具体的には、研磨パッド３６の高さが被加工物１１の高さに合うように加工ユニット２４の鉛直方向の位置を調整した上で、この加工ユニット２４を水平方向に移動させる。加工ユニット２４が、被加工物１１の外周部１１ｃと研磨パッド３６の側面３６ａの凹部とが接触する第２の加工位置に位置付けられると、被加工物１１の外周部１１ｃが研磨される。

被加工物１１の外周部１１ｃを研磨パッド３６の側面３６ａの凹部で研磨する際には、被加工物１１の外周部１１ｃと研磨パッド３６の側面３６ａの凹部とが接触する第２の接触領域に対して、ノズル５４に隣接する別のノズル（不図示）から、アルカリ水溶液等の研磨液が供給される。

研磨パッド３６の側面３６ａの凹部によって被加工物１１の外周部１１ｃが研磨され、例えば、被加工物１１の外周部１１ｃが鏡面に加工された後には、被加工物１１の外周部１１ｃと研磨パッド３６の側面３６ａの凹部とが離れるように、加工ユニット２４を移動機構４で水平方向に移動させる。以上により、被加工物１１の面取り加工が完了する。

本実施形態にかかる面取り加工装置２では、加工ユニット２４に対してテーブル４０とは反対側にツルアー４４が配置されているので、テーブル４０の下方（又は上方）にツルアー４４が配置される場合等に比べて、ツルーイングの際に発生する面取り砥石３２や研磨パッド３６の屑等がテーブル４０の保持面４０ａに付着し難い。

また、本実施形態にかかる面取り加工装置２では、テーブル４０の保持面４０ａが、整形砥石５０よりも高い位置（上方）に配置されている。そのため、テーブル４０の保持面４０ａが、整形砥石５０よりも低い位置（下方）に配置されている場合等と比べて、ツルーイングの際に発生する屑がテーブル４０の保持面４０ａに付着し難い。よって、ツルーイングの際に発生する屑等による被加工物１１の損傷や汚染を防ぐことができる。

なお、本発明は上述した実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上述した実施形態では、第１の整形位置と、第２の整形位置と、第１の加工位置と、第２の加工位置との間で加工ユニット２４を移動させる移動機構４を示したが、本発明の移動機構は、これ以外でも構わない。移動機構は、少なくとも、第１の整形位置と、第２の整形位置と、第１の加工位置と、第２の加工位置との間で、加工ユニットと、テーブルと、ツルアーとを相対的に移動させることができるように構成されていれば良い。

また、上述した実施形態では、１組のマウンタ３０及びナット３８で面取り砥石３２及び研磨パッド３６を保持しているが、２組のマウンタ及びナットで面取り砥石３２及び研磨パッド３６をそれぞれ保持することもできる。更に、上述した実施形態では、面取り砥石３２と研磨パッド３６とがそれぞれ１つずつ装着された加工ユニット２４を示したが、本発明の加工ユニットは、これ以外でも構わない。加工ユニットには、少なくとも、それぞれ１つ以上の面取り砥石と研磨パッドとが装着されていれば良い。

図６は、変形例にかかる面取り加工装置１０２の側面図である。なお、この変形例にかかる面取り加工装置１０２の基本的な構成要素は、上述した実施形態にかかる面取り加工装置２の構成要素と共通している。よって、両者で共通する構成要素には同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。

図６に示すように、面取り加工装置１０２の加工ユニット２４が備えるスピンドル２８の先端部（下端部）には、マウンタ１３０が固定されている。このマウンタ１３０は、例えば、先端側（下端側）の外周面にねじ溝が形成された円柱状のボス部と、ボス部の基端側（上端側）に接続された円盤状のフランジ部とを含む。なお、マウンタ１３０のボス部の長さ（高さ）は、上述した実施形態のマウンタ３０のボス部よりも長い（高い）。

マウンタ１３０のボス部には、第１の面取り砥石１３２と、修正砥石１３４と、第２の面取り砥石１３６と、スペーサ１３８と、研磨パッド１４０とが装着される。すなわち、第１の面取り砥石１３２、修正砥石１３４、第２の面取り砥石１３６、スペーサ１３８、及び研磨パッド１４０の中央部には、それぞれ、孔が設けられており、各孔にマウンタ１３０のボス部が挿入される。

第１の面取り砥石１３２と、修正砥石１３４と、第２の面取り砥石１３６と、スペーサ１３８と、研磨パッド１４０とがマウンタ１３０に装着された状態で、このマウンタ１３０が備えるボス部の先端側には、固定用のナット１４２が締め込まれる。これにより、第１の面取り砥石１３２と、修正砥石１３４と、第２の面取り砥石１３６と、スペーサ１３８と、研磨パッド１４０とは、マウンタ１３０と、ナット１４２とによって挟持される。

このように、第１の面取り砥石１３２と、修正砥石１３４と、第２の面取り砥石１３６と、スペーサ１３８と、研磨パッド１４０とが、マウンタ１３０等を介してスピンドル２８の先端部に固定される。第１の面取り砥石１３２及び第２の面取り砥石１３６、スペーサ１３８、研磨パッド１４０の構成は、それぞれ、上述した実施形態の面取り砥石３２、スペーサ３４、研磨パッド３６の構成と同様である。

すなわち、第１の面取り砥石１３２の側面１３２ａ、第２の面取り砥石１３６の側面１３６ａ、及び研磨パッド１４０の側面１４０ａには、それぞれ、凹部が形成されている。また、第２の面取り砥石１３６と、研磨パッド１４０との間にスペーサ１３８が配置される。なお、本実施形態では、第１の面取り砥石１３２の構成と、第２の面取り砥石１３６の構成とを同じにするが、第１の面取り砥石１３２の構成と、第２の面取り砥石１３６の構成とは、異なっていても良い。

修正砥石１３４は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を金属や樹脂等の結合材で固めて所定の高さ（厚さ）の円筒状に形成され、その側面１３４ａには、凹部（溝）が形成されていない。この修正砥石１３４に含ませる砥粒の大きさ（粒径）に特段の制限はないが、例えば、♯１２００前後の、第１の面取り砥石１３２や第２の面取り砥石１３６に含まれる砥粒より大きめの砥粒を含ませると良い。

また、加工の効率等を考慮すると、修正砥石１３４の高さは、被加工物１１の厚さ以上に設定されることが望ましい。ただし、修正砥石１３４の高さは、被加工物１１の厚さ未満に設定されても良い。この修正砥石１３４を回転させて、側面３２ａを被加工物１１の外周部１１ｃに接触させれば、被加工物１１の外周部１１ｃを、円柱の側面に相当する曲面状に整形できる。すなわち、この修正砥石１３４では、被加工物１１の外周部１１ｃが面取り加工されない。

このように構成される面取り加工装置１０２で被加工物１１を面取り加工する際には、まず、被加工物１１を保持したテーブル４０と、修正砥石１３４とを回転させて、被加工物１１の外周部１１ｃに修正砥石１３４の側面１３４ａを接触させる。これにより、被加工物１１の外周部１１ｃを研削して、この被加工物１１の形状を、テーブル４０に連結されるスピンドル４２の軸心４２ａを中心とする真円に近づけることができる。

その後の手順は、上述した実施形態と同様である。すなわち、第１の面取り砥石１３２又は第２の面取り砥石１３６を用いて、被加工物１１の外周部１１ｃを研削した後に、研磨パッド１４０を用いて被加工物１１の外周部１１ｃを研磨する。これにより、被加工物１１の外周部１１ｃが面取り加工される。

なお、被加工物１１の外周部１１ｃを研磨する際には、第１の面取り砥石１３２及び第２の面取り砥石１３６のいずれが選択されても良い。一般に、第１の面取り砥石１３２及び第２の面取り砥石１３６は、修正砥石１３４よりも摩耗し易く、交換の頻度が高い。そのため、この面取り加工装置１０２のように、２組の面取り砥石を装着することで、面取り砥石の交換に起因する加工の中断の頻度を低く抑えて、被加工物１１の外周部１１ｃを効率良く面取り加工できる。

なお、本変形例では、スピンドルハウジング２６側から順に、第１の面取り砥石１３２と、修正砥石１３４と、第２の面取り砥石１３６と、スペーサ１３８と、研磨パッド１４０とが配置された加工ユニット２４の例を示したが、各構成要素の位置を入れ替えることもできる。また、各構成要素の数量を変更しても良い。また、この変形例では、１組のマウンタ１３０及びナット１４２で各構成要素を保持しているが、複数のマウンタ及びナットで各構成要素を保持することもできる。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ ：面取り加工装置
４ ：移動機構
６ ：ガイドレール
８ ：水平移動プレート
１０ ：ボールねじ
１２ ：パルスモータ
１４ ：ガイドレール
１６ ：鉛直移動プレート
１８ ：ボールねじ
２０ ：パルスモータ
２２ ：固定具
２４ ：加工ユニット
２６ ：スピンドルハウジング
２８ ：スピンドル（第１スピンドル）
２８ａ ：軸心
３０ ：マウンタ
３２ ：面取り砥石
３２ａ ：側面
３４ ：スペーサ
３６ ：研磨パッド
３６ａ ：側面
３８ ：ナット
４０ ：テーブル
４０ａ ：保持面
４２ ：スピンドル
４２ａ ：軸心
４４ ：ツルアー（ツルーイング工具）
４６ ：スピンドル（第２スピンドル）
４６ａ ：軸心
４８ ：マウンタ
５０ ：整形砥石
５０ａ ：側面
５２ ：ナット
５４ ：ノズル
５６ ：押さえプレート
１０２ ：面取り加工装置
１３０ ：マウンタ
１３２ ：第１の面取り砥石
１３２ａ ：側面
１３４ ：外径修正砥石
１３４ａ ：側面
１３６ ：第２の面取り砥石
１３６ａ ：側面
１３８ ：スペーサ
１４０ ：研磨パッド
１４０ａ ：側面
１４２ ：ナット
１１ ：被加工物
１１ａ ：第１の面
１１ｂ ：第２の面
１１ｃ ：外周部

Claims (3)

1. 第１の面と該第１の面とは反対側の第２の面とを有する円盤状の被加工物の外周部を面取り加工する際に用いられる面取り加工装置であって、
   該被加工物より小径の保持面を有し、該保持面を回転させる回転駆動源に連結されたテーブルと、
   該被加工物の該外周部に接触する凹部を側面に有する円筒状の面取り砥石と、該被加工物の該外周部に接触する側面を有する円筒状の研磨パッドと、該面取り砥石及び該研磨パッドが装着される第１スピンドルと、を含む加工ユニットと、
   該面取り砥石の該凹部に対応する形状の凸部を側面に有する円筒状の整形砥石と、該整形砥石が装着される第２スピンドルと、を含み、該加工ユニットに対して該テーブルとは反対側に配置されたツルアーと、
   該テーブルの該保持面によって保持された該被加工物の該外周部に該面取り砥石の該凹部が接触する第１の加工位置と、該テーブルの該保持面によって保持された該被加工物の該外周部に該研磨パッドの該側面が接触する第２の加工位置と、該整形砥石の該凸部に該面取り砥石の該凹部が接触する第１の整形位置と、該整形砥石の該凸部に該研磨パッドの該側面が接触する第２の整形位置と、の間で該テーブルと該加工ユニットと該ツルアーとを相対的に移動させる移動機構と、を備えることを特徴とする面取り加工装置。
2. 該移動機構は、該加工ユニットを水平方向に移動させる水平移動機構と、該加工ユニットを鉛直方向に移動させる鉛直移動機構と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の面取り加工装置。
3. 該テーブルの該保持面は、該整形砥石よりも上方に位置することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の面取り加工装置。