JP2022014952A - 研磨プレート - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の実施形態に係る研磨プレートについて図面を参照して説明する。
図1に示すように、研磨装置5は、研磨プレート1と、回転軸Oを中心に研磨プレート1を回転させる駆動部6と、ワークWを保持するワーク保持部7と、研磨プレート1に複数の遊離砥粒40を含む液体研磨剤であるスラリー41を供給するスラリー供給部45と、を備える。研磨プレート1は、ワークWを研磨する研磨面10aを有する研磨部10と、研磨部10を保持するホルダー20と、を備える。
ワークWは、例えば、シリコンウエハ、セラミックス、半導体基板、LED(Light Emitting Diode)基板、放熱基板、シリコンカーバイド、アルミナ、サファイア又は金属等である。
図3に示すように、研磨部10は、複数の柱部11と、複数の柱部11を保持する保持材19と、を備える。複数の柱部11は、それぞれ同一の形状及びサイズの板状に形成される。
各柱部11は、研磨面10aに直交する回転軸Oに沿う方向から見てY字状に形成されている。各柱部11は、銅、錫、鉛、鋳鉄等から選択された単独金属又は混合金属から構成されている。図5に示すように、研磨時には、柱部11の先端面11dには後述する遊離砥粒40が引っ掛かる。柱部11が回転軸Oに沿う板状をなすため、柱部11の先端面11dの面積が大きくなることが抑制される。これにより、研磨面10aが複数の遊離砥粒40を介してワークWを押す加工圧が大きくなり、研磨レートを増やすことができる。
仮想六角形Hxは研磨部10の周方向C及び径方向Rに沿って並べられる。仮想六角形Hxの面積は径方向Rの内側の列となるにつれて小さくなる。例えば、周方向Cに沿う第1列L1には仮想六角形Hx1が並び、周方向Cに沿う第2列L2には仮想六角形Hx2が並ぶ。第2列L2は、第1列L1に対して径方向Rの内側に隣接して位置する。第2列L2に並ぶ仮想六角形Hx2は、第1列L1に並ぶ仮想六角形Hx1よりも小さい面積を有する。また、第2列L2に並ぶ仮想六角形Hx2は、第1列L1に並ぶ仮想六角形Hx1に対して周方向Cに、仮想六角形Hx1又は仮想六角形Hx2のハニカム径の半分の距離だけずらされている。
また、研磨面10aの単位面積あたりの柱部11の数は径方向Rの内側に向かうにつれて多くなる。言い換えると、複数の柱部11の周方向Cの間隔は径方向Rの内側に向かうにつれて狭くなる。
各板状部11a,11b,11cは、基端部が一点で連結され、基端部から先端部に向けて互いに異なる方向に、すなわち放射線状に延びる。各板状部11a,11b,11cは、等角度間隔、すなわち、120°間隔で配置される。
図1に示すように、保持材19における研磨面10aと反対側の裏面はホルダー20に接着されている。保持材19は、柱部11よりも外力により変形しやすく、かつ研磨時に柱部11よりも摩耗しやすい材質により形成される。保持材19は、例えば、樹脂又はセラミックからなる。保持材19は、流体が通過不能に形成されてもよいし、流体が通過可能な多孔質で形成されていてもよい。
図5に示すように、保持材19のホルダー20と反対側の先端面は、柱部11の先端面11dよりもホルダー20の近くに位置する。このため、保持材19とワークWとの間には空間Spが形成される。空間Spには、複数の遊離砥粒40を含むスラリー41(図1参照)又は切粉が通過可能となる。
図1に示すように、ワーク保持部7がワークWを保持した状態で研磨面10aに接触させる。そして、スラリー供給部45がスラリー41を研磨面10aに供給しつつ、駆動部6が研磨プレート1を回転軸Oを中心に回転させる。これにより、図5に示すように、各柱部11の先端面11dが各遊離砥粒40を一時的に保持した後に各遊離砥粒40をワークWとの間で転がす。これにより、ワークWが研磨される。
なお、ワークWを研磨する際、ワーク保持部7がワークWを回転させてもよい。
以上、説明した第1の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)研磨プレート1は、ワークWを研磨する研磨面10aに沿って並べられ、研磨面10aに交わる方向に延びる複数の柱部11と、複数の柱部11と別部材で形成され、複数の柱部11を保持する保持材19と、を備える。柱部11は、研磨面10aに交わる方向に延びる第1板状部11aを備える。
この構成によれば、上記特許文献1に記載の構成と異なって、研磨面10aに溝を形成する加工を行うことなく、柱部11の第1板状部11aの厚さを調整することにより加工圧が調整可能となる。研磨プレート1では、研磨面10aに溝を形成する加工を行う必要がないため、研磨プレート1をより簡単に製造することができる。
また、第1板状部11aが研磨面10aに交わる方向に延びる。よって、研磨により第1板状部11aが研磨面10aに交わる方向に減っていっても研磨プレート1の切れ味が維持される。研磨プレート1の寿命を延ばすことができる。
また、柱部11は、柱部11の先端面11dが保持材19の先端面よりも突出し、柱部11の先端面11dの反対側の後端面が保持材19の後端面と一致するように形成される。
例えば、上記特許文献1に記載の構成では研磨平面が溝の底面に到達するまで摩耗すると有効に研磨することが困難となる。一方で、上記構成によれば、柱部11及び保持材19が摩耗しても研磨を行うことができる。
この構成によれば、第1板状部11aの先端面11dの面積を調整することにより、先端面11dとワークWの間に位置する遊離砥粒40の数を調整することができる。これにより、加工圧を調整することができる。
この構成によれば、第1板状部11a及び第2板状部11bが異なる方向に延びつつ連結される。このため、柱部11がワークWから受ける力により撓みづらい。よって、単位時間あたりの除去される量である研磨レートを増やすことができる。
この構成によれば、柱部11はワークWから受ける力により撓みづらい。よって、研磨レートを増やすことができる。
この構成によれば、仮想六角形Hxの各角部に位置する6つの柱部11の向きが異なるように設置される。よって、柱部11は、ワークWから受ける力の方向に関わらず、撓みづらくすることができる。
研磨部10が回転軸Oを中心に回転すると、研磨部10の径方向Rの外側の部位は、研磨部10の径方向Rの内側の部位よりも高速で回転する。上記構成によれば、単位面積あたりの柱部11の数は研磨部10の径方向の内側に向かうにつれて多くなる。これにより、研磨部10の径方向Rにおける周速差に関わらず、ワークWを均一の研磨レートにて加工することができる。
本発明の第2の実施形態に係る研磨プレートについて図面を参照して説明する。第2の実施形態では、複数の研磨用の固定砥粒が柱部に埋め込まれている点が上記第1の実施形態と異なる。以下、上記第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
板状部52は、互いに異なる角度で連結される第1壁部52a及び第2壁部52bにより構成される。板状部53は、互いに異なる角度で連結される第1壁部53a及び第2壁部53bにより構成される。板状部54は、互いに異なる角度で連結される第1壁部54a及び第2壁部54bにより構成される。
第1壁部52a,54aは、互いに対面し、接着層56の第1部分56aを介して互いに接着されている。第2壁部53b,54bは、互いに対面し、接着層56の第2部分56bを介して互いに接着されている。第1壁部53a及び第2壁部52bは、互いに対面し、接着層56の第3部分56cを介して互いに接着されている。
図7に示すように、複数の固定砥粒57は、接着層56内に埋め込まれて、接着層56に沿って1列に並べられている。複数の固定砥粒57は、例えば、ダイヤモンド砥粒、CBN砥粒、SiC、又はAl2O3から選択された単独砥粒又は混合砥粒から構成される。
本実施形態の研磨プレートでは、研磨時にスラリーが供給されなくてもよいし、研磨時にスラリーが供給されてもよい。研磨時にスラリーが供給される場合、図7に示すように、スラリーに含まれる複数の遊離砥粒97が板状部52,53,54の先端面とワークWの間で転がることにより、ワークWが研磨される。この場合、スラリーの遊離砥粒97と柱部51の固定砥粒57の両方によりワークWが研磨される。
以上、説明した第2の実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)柱部51は、複数の板状部52,53,54の間に設けられる接着層56と、接着層56内に設けられ、ワークWの研磨に利用される複数の固定砥粒57と、を備える。
この構成によれば、柱部51がその厚さ方向において3層構造となる。図7の例では、この3層構造は、接着層56と第2壁部53b,54bからなる。このため、ワークWから受ける力の方向に関わらず、柱部11を撓みづらくすることができる。
研磨時にスラリーが供給されると、板状部52,53,54の先端面とワークWの間で遊離砥粒97が転がることによる研磨と固定砥粒57による研磨が同時に行われる。遊離砥粒97による研磨は、固定砥粒57による研磨よりも、ワークWを平滑な面とすることができるものの、研磨レートが小さくなる。一方で、固定砥粒57による研磨は、遊離砥粒97による研磨よりも、研磨レートを大きくできるものの、ワークWを平滑な面とすることが難しい。この点、上記構成によれば、固定砥粒57によって深く研磨された部分が遊離砥粒97により平滑化される。よって、研磨レートを大きくしつつ、ワークWを平滑化することができる。
この構成によれば、ワークWから受ける力の方向に関わらず、柱部11を撓みづらくすることができる。
上記各実施形態においては、複数の柱部11,51は、隙間なく並べられた仮想六角形Hxの各角部に配置されていたが、配置態様はこれに限らず、隙間なく並べられた仮想的な三角形、四角形又は八角形等の多角形の各角部に配置されてもよい。
上記各実施形態においては、柱部11,51は回転軸に沿って延びていたが、回転軸に対して傾斜して延びていてもよい。
また、研磨面10aは、上記各実施形態の位置に限らず、研磨プレート1の外周面に形成されてもよい。この場合、柱部11,51は研磨プレート1の外周面に配置され、この外周面に交わる方向に延びるように形成されてもよい。
例えば、図8(a)に示すように、柱部61は、研磨面10aに交わる方向から見てX字状に形成されていてもよい。柱部61は、第1板状部61aと、第1板状部61aに交差する第2板状部61bと、を備える。第1板状部61aの中心位置と第2板状部61bの中心位置が交わる。
また、例えば、図8(b)に示すように、柱部71は、研磨面10aに交わる方向から見てV字状に形成されていてもよい。柱部71は、第1板状部71aと、第1板状部71aに対して角度をなす第2板状部71bと、を備える。第1板状部71aの端部と第2板状部71bの端部が連結される。
さらに、柱部は、研磨面10aに交わる方向から見てN字状、L字状、T字状、Z字状又は十字状に形成されてもよい。
また、図9に示すように、柱部は、径方向Rに沿って延びる平板状の板状部82から構成されてもよい。各板状部82は、板状部82の厚さ方向が周方向Cに沿うように設けられる。
Claims (8)
- ワークを研磨する研磨面に沿って並べられ、前記研磨面に交わる方向に延びる複数の柱部と、
前記複数の柱部と別部材で形成され、前記複数の柱部を保持する保持材と、を備え、
前記柱部は、前記研磨面に交わる方向に延びる板状部を備える、
研磨プレート。 - 前記板状部は、前記研磨プレートが回転しているときに遊離砥粒を前記ワークとの間で転がす先端面を備える、
請求項1に記載の研磨プレート。 - 前記柱部は、
互いに対面する前記柱部の複数の前記板状部の間に設けられる接着層と、
前記接着層内に設けられる複数の固定砥粒と、を備える、
請求項1又は2に記載の研磨プレート。 - 前記柱部の3つの前記板状部は、前記研磨面に交わる方向から見てそれぞれV字状をなし、
3つの前記板状部は、それぞれ異なる方向に向けて開口するように配置され、
前記接着層は、3つの前記板状部の間のY字状の隙間に設けられ、3つの前記板状部を接着する、
請求項3に記載の研磨プレート。 - 前記柱部は、
前記板状部である第1板状部と、
前記第1板状部と異なる方向に延び、前記第1板状部に連結される第2板状部と、を備える、
請求項1から4の何れか1項に記載の研磨プレート。 - 前記柱部は、前記第1板状部及び前記第2板状部と異なる方向に延び、前記第1板状部及び前記第2板状部に連結される第3板状部を備える、
請求項5に記載の研磨プレート。 - 前記複数の柱部は、前記研磨面に沿って隙間なく並べられた仮想的な六角形の各角部に配置され、
前記第1板状部、前記第2板状部及び前記第3板状部は前記六角形の辺に沿う方向に延びる、
請求項6に記載の研磨プレート。 - 前記研磨面に沿う単位面積あたりの前記柱部の数は前記研磨プレートの径方向の内側に向かうにつれて多くなる、
請求項1から7の何れか1項に記載の研磨プレート。
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