JPH01188265A - ラツプ加工装置 - Google Patents
ラツプ加工装置Info
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- JPH01188265A JPH01188265A JP63012528A JP1252888A JPH01188265A JP H01188265 A JPH01188265 A JP H01188265A JP 63012528 A JP63012528 A JP 63012528A JP 1252888 A JP1252888 A JP 1252888A JP H01188265 A JPH01188265 A JP H01188265A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/27—Work carriers
- B24B37/30—Work carriers for single side lapping of plane surfaces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ラップ加工装置に係り、特に、薄く変形しや
すい部材を高精度にラップ加工するのに好適なラップ加
工装置に関する。
すい部材を高精度にラップ加工するのに好適なラップ加
工装置に関する。
従来、ラップ加工においては、第２図に示すように被加
工物１をワークプレート２にワックス等で貼りつけたの
ち、ラップ面板３に載せて加工をしていた。しかし、被
加工物が薄くなる（例えば。
工物１をワークプレート２にワックス等で貼りつけたの
ち、ラップ面板３に載せて加工をしていた。しかし、被
加工物が薄くなる（例えば。
幅／厚さの比が５０〜２００程度）に従って、貼りつけ
たときに変形を起す。これをラップ加工すると、貼り付
けた状態では精密な加工面（平面等）を得られても、剥
すと貼付けたときの変形が回復して元の形に戻るため、
折角得た高精度な加工面が崩れてしまう、また、加工中
に新たにストレスを受けてその影響のために変形するこ
ともしばしばある。（「レンズのポリレンズと平坦度」
２日本学術振興会「結晶加工と評価技術第１４５委員会
」第３６回研究会資料（６２，６，１７開催）参照） このような薄い部材の精密ラップ加工技術は、近年非常
に重要性が増して来ている。特にシリコンウェハや、磁
気ディスク用基板、光デイスク基板などでは１歩留りの
向上や記憶密度の飛躍的改善などのために、ラップ加工
後剥した状態で１μｍ程度以下の平坦度が望まれる。こ
のような平坦面を得ることができれば、Ｓｉウェハでは
、更に微細なパターンの形成が可能になり、また、磁気
ディスクや光ディスクでは、書き込みや読取りの精度が
著しく向上して記録密度を極めて大きくすることができ
る。
たときに変形を起す。これをラップ加工すると、貼り付
けた状態では精密な加工面（平面等）を得られても、剥
すと貼付けたときの変形が回復して元の形に戻るため、
折角得た高精度な加工面が崩れてしまう、また、加工中
に新たにストレスを受けてその影響のために変形するこ
ともしばしばある。（「レンズのポリレンズと平坦度」
２日本学術振興会「結晶加工と評価技術第１４５委員会
」第３６回研究会資料（６２，６，１７開催）参照） このような薄い部材の精密ラップ加工技術は、近年非常
に重要性が増して来ている。特にシリコンウェハや、磁
気ディスク用基板、光デイスク基板などでは１歩留りの
向上や記憶密度の飛躍的改善などのために、ラップ加工
後剥した状態で１μｍ程度以下の平坦度が望まれる。こ
のような平坦面を得ることができれば、Ｓｉウェハでは
、更に微細なパターンの形成が可能になり、また、磁気
ディスクや光ディスクでは、書き込みや読取りの精度が
著しく向上して記録密度を極めて大きくすることができ
る。
しかし、現状では加工後の形状が傘状、又はポテトチッ
プ状などに変形しており、その度合も例えば通常の干渉
計で測定できないようなオーダー（１０〜２０μｍ）に
なっていることが多い、しかも、これらの部品では量産
加工性も強く要求されることから、高精度にラップ加工
ができ、しがも量産にも適用できる加工治具の開発が極
めて強く要求されていた。
プ状などに変形しており、その度合も例えば通常の干渉
計で測定できないようなオーダー（１０〜２０μｍ）に
なっていることが多い、しかも、これらの部品では量産
加工性も強く要求されることから、高精度にラップ加工
ができ、しがも量産にも適用できる加工治具の開発が極
めて強く要求されていた。
本発明は、従来の加工技術では得られなかった高精度な
ラップ加工面を、薄い部材であっても容易に得られるよ
うな、量産加工に適したラップ加工装置を提供すること
を目的とする。
ラップ加工面を、薄い部材であっても容易に得られるよ
うな、量産加工に適したラップ加工装置を提供すること
を目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明では被加工材をワ
ークプレートに貼り付けることなく、空気圧で面仮に軽
く押し付けながらラップ加工するように構成したもので
ある。
ークプレートに貼り付けることなく、空気圧で面仮に軽
く押し付けながらラップ加工するように構成したもので
ある。
すなわち、第１図の原理図に示すように、ワーク（被加
工材）１をワークホルダ４に嵌合した状態で面板３の上
に載せてラップ加工する。この場合、部材がシリコンウ
ェハのような中実円板状の場合゛には、（ａ）のように
、ワークホルダ４の下面の外周に設けた突起４１の内側
に、また磁気ディスクのようなドーナツ状の部材の場合
には、（ｂ）のようにワークホルダ４下面の中央に設け
た突起４１にそれぞれ部材を嵌合する。（ラップ加工中
に部材は自由に上下動できるよう、突起部との間の間隙
を０．１ ｍ以上と大きくする。）このような状態で、
ワーク１に背面がら空気を負荷すれば、ワークとワーク
ホルダとの間には間隙が生ずる。
工材）１をワークホルダ４に嵌合した状態で面板３の上
に載せてラップ加工する。この場合、部材がシリコンウ
ェハのような中実円板状の場合゛には、（ａ）のように
、ワークホルダ４の下面の外周に設けた突起４１の内側
に、また磁気ディスクのようなドーナツ状の部材の場合
には、（ｂ）のようにワークホルダ４下面の中央に設け
た突起４１にそれぞれ部材を嵌合する。（ラップ加工中
に部材は自由に上下動できるよう、突起部との間の間隙
を０．１ ｍ以上と大きくする。）このような状態で、
ワーク１に背面がら空気を負荷すれば、ワークとワーク
ホルダとの間には間隙が生ずる。
このような状態でラップ加工することにより、当初歪ん
でいた部材でも、ラップ加工が進展するに従って次第に
平坦に加工される。この場合、ワークホルダには接着し
ていないため、ラップ加工中にストレスを受けたとして
も、空気圧を適当な値に調整すれば部材は自由に変形で
き、平坦性を十分に向上できるものである。
でいた部材でも、ラップ加工が進展するに従って次第に
平坦に加工される。この場合、ワークホルダには接着し
ていないため、ラップ加工中にストレスを受けたとして
も、空気圧を適当な値に調整すれば部材は自由に変形で
き、平坦性を十分に向上できるものである。
以下、本発明の実施例に基づいて詳細に説明する。
［実施例１コ
第３図に、ドーナツ状円板をラップ加工するために設計
した装置を示す。ワークを嵌合する突起部４１の上に空
気受給体４２を載せ、これを介して加圧用空気だめｄに
空気を送ってワークを加圧する。これらの部材４１．４
２は、いずれもラップ加工中に回転するため、空気受給
体４２に空気を送るのには工夫を要する。これを可能に
するのが、空気導入輪４３である。すなわち、４３に設
けた空気導入口４６から空気を送れば、４２と４３との
嵌合部（間隙ａ、ｂ、ｃ）には空気軸受が形成され、空
気導入輪４３は、空気受給体４２に対して極めて滑らか
に回転し得る。すなわち、４２が回転しても、４３は回
転せずに停止していることが可能になり、空気は導入輪
４３を介して供給することが可能になる。また、ワーク
の加圧力を調整するには、流量制御弁４７を用いる。
した装置を示す。ワークを嵌合する突起部４１の上に空
気受給体４２を載せ、これを介して加圧用空気だめｄに
空気を送ってワークを加圧する。これらの部材４１．４
２は、いずれもラップ加工中に回転するため、空気受給
体４２に空気を送るのには工夫を要する。これを可能に
するのが、空気導入輪４３である。すなわち、４３に設
けた空気導入口４６から空気を送れば、４２と４３との
嵌合部（間隙ａ、ｂ、ｃ）には空気軸受が形成され、空
気導入輪４３は、空気受給体４２に対して極めて滑らか
に回転し得る。すなわち、４２が回転しても、４３は回
転せずに停止していることが可能になり、空気は導入輪
４３を介して供給することが可能になる。また、ワーク
の加圧力を調整するには、流量制御弁４７を用いる。
また、空気受給体４２の、ワークと相対する面には、ｄ
で示したような凹み（深さ０．０５〜０．１１程度：値
が適当でないと、空気振動が生ずる）を設けて空気軸受
を形成し、ワーク１の滑らかな回転を可能にする。
で示したような凹み（深さ０．０５〜０．１１程度：値
が適当でないと、空気振動が生ずる）を設けて空気軸受
を形成し、ワーク１の滑らかな回転を可能にする。
このような空気軸受を形成するためには、軸受から放出
された空気を自由に逃がすことが必要であり、内周面に
は逃げ穴ｅを設ける。また、外周側は、第３図では放出
された空気は自由に逃げ得るが、第２図（ａ）に示した
ような外周に突起４１が設けられる場合には、逃げ穴ｆ
を設けることが必要である。
された空気を自由に逃がすことが必要であり、内周面に
は逃げ穴ｅを設ける。また、外周側は、第３図では放出
された空気は自由に逃げ得るが、第２図（ａ）に示した
ような外周に突起４１が設けられる場合には、逃げ穴ｆ
を設けることが必要である。
このワークホルダを用いてラップ加工する場合、ラップ
加工の進行状況によって圧力を調整することが必要であ
る。すなわち、最初のうちは圧力を大きめにしてラップ
加工速度を増し、ラップ加工が進展するに従って圧力を
減少させるのが好適である。これは、圧力が大きい場合
にはラップ速度は増すが、反面、ワークが薄いために変
形が発生するので、これを防ぐ目的である。最適な圧力
はワークの大きさや厚さによって異なるが、例えば８．
８′の磁気ディスク（内径１１００ｎ、外径２２３．５
ｍｎ＋、厚さ１．９ｗｍ）の場合には、当初３〜５ ｋ
ｇ／ｃＪをかけ、これを徐々に減少させて最終段階では
０．５〜２ ｋｇ／ｃｉにするのが好適であった。
加工の進行状況によって圧力を調整することが必要であ
る。すなわち、最初のうちは圧力を大きめにしてラップ
加工速度を増し、ラップ加工が進展するに従って圧力を
減少させるのが好適である。これは、圧力が大きい場合
にはラップ速度は増すが、反面、ワークが薄いために変
形が発生するので、これを防ぐ目的である。最適な圧力
はワークの大きさや厚さによって異なるが、例えば８．
８′の磁気ディスク（内径１１００ｎ、外径２２３．５
ｍｎ＋、厚さ１．９ｗｍ）の場合には、当初３〜５ ｋ
ｇ／ｃＪをかけ、これを徐々に減少させて最終段階では
０．５〜２ ｋｇ／ｃｉにするのが好適であった。
なお、この治具を、通常の修正リングを使用するラップ
面板上に載せてラップ加工すれば、構成部材４１，４２
．４５は一体となって回転運動しながら、ワーク１のラ
ップ加工が進行する。しかし、突起部の面積が小さいた
め、若干不安定で倒れ易く、面板を傷つけやすいという
欠点がある。
面板上に載せてラップ加工すれば、構成部材４１，４２
．４５は一体となって回転運動しながら、ワーク１のラ
ップ加工が進行する。しかし、突起部の面積が小さいた
め、若干不安定で倒れ易く、面板を傷つけやすいという
欠点がある。
これを改善するには、空気受給体の上部に設けた把手４
４をクランプして、装置に付設した回転駆動機構を用い
て強制回転させるのが好適である。
４をクランプして、装置に付設した回転駆動機構を用い
て強制回転させるのが好適である。
この際、突起４１と面積との間に、僅かでも間隙が生ず
るように、４４を強制的に引上げるのが望ましい。（す
なわち、装置に付設する回転駆動機構には、強制回転さ
せる機能と、上下の位置調整機能を併せて持たせる必要
がある。） ［実施例２］ ドーナツ状円板のラップ加工用治具として、第４図のよ
うな治具を製作した。この治具は、第３図に示した治具
において、加圧空気だめｄ部を別体（加圧プレート４０
）にし、空気受給体４１との間を、板ばね５及びピン６
を用いて接続した構造（その他は第３図と同じ）である
。板ばねは、りん青銅板（厚さ０．１〜１．Ｏｎｗｎの
間で５種類）を用いて、３本足の形状にした。また、加
圧プレート４０と突起４１との間は、第３図に示した空
気逃がし六〇の代りに、０．５〜ＩＷ１１の間隙ｅを設
けて空気が自由に逃げるようにした。
るように、４４を強制的に引上げるのが望ましい。（す
なわち、装置に付設する回転駆動機構には、強制回転さ
せる機能と、上下の位置調整機能を併せて持たせる必要
がある。） ［実施例２］ ドーナツ状円板のラップ加工用治具として、第４図のよ
うな治具を製作した。この治具は、第３図に示した治具
において、加圧空気だめｄ部を別体（加圧プレート４０
）にし、空気受給体４１との間を、板ばね５及びピン６
を用いて接続した構造（その他は第３図と同じ）である
。板ばねは、りん青銅板（厚さ０．１〜１．Ｏｎｗｎの
間で５種類）を用いて、３本足の形状にした。また、加
圧プレート４０と突起４１との間は、第３図に示した空
気逃がし六〇の代りに、０．５〜ＩＷ１１の間隙ｅを設
けて空気が自由に逃げるようにした。
このような板ばね構造にすることにより、加圧プレート
にクツション性が付加され、ワーク１の面板への接触圧
力が非常に平均化され易く、平坦加工するのに極めて効
果的である。なお、この治具を用いてラップ加工する場
合、板ばねは負荷圧力に応じて板厚を適宜選択すること
が必要である。
にクツション性が付加され、ワーク１の面板への接触圧
力が非常に平均化され易く、平坦加工するのに極めて効
果的である。なお、この治具を用いてラップ加工する場
合、板ばねは負荷圧力に応じて板厚を適宜選択すること
が必要である。
すなわち、加工の初期で圧力が高い（３〜５ｋｇ／ｄ）
場合には、板厚が０．６〜１．０ｎｏのものを。
場合には、板厚が０．６〜１．０ｎｏのものを。
また加工終期で圧力が０．５〜２１ｕｇ／ｄの場合には
板厚が０．２〜０．４ｎｍ程度のものを使用するのが好
適であった。
板厚が０．２〜０．４ｎｍ程度のものを使用するのが好
適であった。
このように、板ばね式の場合には厚さを変更する必要が
あるため、実施例１よりは使用するのに多少手間は掛る
。しかし、ワークの平坦性は、実施例１より向上しやす
かった。これは、板ばねを用いたことにより、加圧プレ
ート４０が負荷圧力に応じてワークから離れる方向に変
形し、加圧によるワークの変形が減少したためと考えら
れる。
あるため、実施例１よりは使用するのに多少手間は掛る
。しかし、ワークの平坦性は、実施例１より向上しやす
かった。これは、板ばねを用いたことにより、加圧プレ
ート４０が負荷圧力に応じてワークから離れる方向に変
形し、加圧によるワークの変形が減少したためと考えら
れる。
以上に述べたように、本発明によれば、従来平坦面を得
ることが非常にむずかしかった薄い部品を高精度にラッ
プ加工することができる。また、ワックスなどによる接
着を行わないため、接着工程を省略することができ、治
具の使用を簡単であることから、加工能率を上げること
が可能である。
ることが非常にむずかしかった薄い部品を高精度にラッ
プ加工することができる。また、ワックスなどによる接
着を行わないため、接着工程を省略することができ、治
具の使用を簡単であることから、加工能率を上げること
が可能である。
第１図は１本発明に基づくラップ加工の基本概念を示す
図、第２図は従来のワックスを用いて接着したのちラッ
プ加工する方法の説明図、第３図は本発明の実施例を示
すラップ加工装置の断面図、第４図は本発明の他の実施
例を示すラップ加工装置の平面図（ａ）及び断面図（ｂ
）である。 １・・・ワーク、２・・・ワークプレート、３・・・ラ
ップ面板、４・・・ワークホルダ、・４１〜４８・・・
ワークホル第 １ 図 （ミ） （ｂ） ４ ′Ｊ−７Ｎ・）レグ 第 ２ 図 ３ ラップＧＯ）沃 第 ３Ｉ２］ 竿ム色 （ｂ）
図、第２図は従来のワックスを用いて接着したのちラッ
プ加工する方法の説明図、第３図は本発明の実施例を示
すラップ加工装置の断面図、第４図は本発明の他の実施
例を示すラップ加工装置の平面図（ａ）及び断面図（ｂ
）である。 １・・・ワーク、２・・・ワークプレート、３・・・ラ
ップ面板、４・・・ワークホルダ、・４１〜４８・・・
ワークホル第 １ 図 （ミ） （ｂ） ４ ′Ｊ−７Ｎ・）レグ 第 ２ 図 ３ ラップＧＯ）沃 第 ３Ｉ２］ 竿ム色 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、被加工材の背面から空気圧を負荷して被加工材とワ
ークホルダとを非接触に保ちながらラップ加工すること
を特徴とするラップ加工装置。 ２、第１項記載のラップ加工装置において、空気の導入
輪に空気軸受を形成することを特徴とするラップ加工装
置。 ３、第２項記載のラップ加工装置において、被加工材の
加圧プレートとワークホルダ本体部とを、板ばねを用い
て結合することを特徴とするラップ加工装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012528A JPH01188265A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | ラツプ加工装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63012528A JPH01188265A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | ラツプ加工装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01188265A true JPH01188265A (ja) | 1989-07-27 |
Family
ID=11807832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63012528A Pending JPH01188265A (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | ラツプ加工装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01188265A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08339979A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被研磨基板の保持装置及び基板の研磨方法 |
| US5921853A (en) * | 1995-04-10 | 1999-07-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for polishing substrate using resin film or multilayer polishing pad |
| US6074289A (en) * | 1996-12-17 | 2000-06-13 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Apparatus for holding substrate to be polished |
| US6083089A (en) * | 1993-08-06 | 2000-07-04 | Intel Corporation | Method and apparatus for chemical mechanical polishing |
| US6402589B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-06-11 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer grinder and method of detecting grinding amount |
| JP2009065195A (ja) * | 1996-11-08 | 2009-03-26 | Applied Materials Inc | 化学機械研磨ヘッド用保持リング |
| CN108381376A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-08-10 | 中北大学 | 一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置 |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63012528A patent/JPH01188265A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6083089A (en) * | 1993-08-06 | 2000-07-04 | Intel Corporation | Method and apparatus for chemical mechanical polishing |
| JPH08339979A (ja) * | 1995-04-10 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 被研磨基板の保持装置及び基板の研磨方法 |
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| US6402589B1 (en) | 1998-10-16 | 2002-06-11 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer grinder and method of detecting grinding amount |
| CN108381376A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-08-10 | 中北大学 | 一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置 |
| CN108381376B (zh) * | 2018-04-10 | 2020-01-24 | 中北大学 | 一种超声研磨蓝宝石镜片的加工装置 |
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