JPH07644U - ワーク外周面の鏡面仕上げ装置 - Google Patents
ワーク外周面の鏡面仕上げ装置Info
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- JPH07644U JPH07644U JP3447693U JP3447693U JPH07644U JP H07644 U JPH07644 U JP H07644U JP 3447693 U JP3447693 U JP 3447693U JP 3447693 U JP3447693 U JP 3447693U JP H07644 U JPH07644 U JP H07644U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 硬脆材製のワークの外周面の鏡面加工に要す
る時間を短縮する。 【構成】 バフ機台24、124はワークWの回転中心
軸に対して直角方向に往復動自在である。揺動アーム3
2、123はワークWの軸心に平行な揺動軸を中心に揺
動自在にバフ機台24、124に取付けられる。鏡面仕
上げ用のバフ部材34、134は揺動アーム32、13
2に回転自在に装着される。ワークWの外周面はバフ部
材34、134によって、ワークWの回転中心とバフ部
材34、134の回転中心とを結ぶ基準線T上の位置に
おいて鏡面仕上げ加工される。バフ部材34、134と
ワークWの外周面との摺接位置は、揺動アーム32、1
32の変位量の検出結果に基づいて、制御される。
る時間を短縮する。 【構成】 バフ機台24、124はワークWの回転中心
軸に対して直角方向に往復動自在である。揺動アーム3
2、123はワークWの軸心に平行な揺動軸を中心に揺
動自在にバフ機台24、124に取付けられる。鏡面仕
上げ用のバフ部材34、134は揺動アーム32、13
2に回転自在に装着される。ワークWの外周面はバフ部
材34、134によって、ワークWの回転中心とバフ部
材34、134の回転中心とを結ぶ基準線T上の位置に
おいて鏡面仕上げ加工される。バフ部材34、134と
ワークWの外周面との摺接位置は、揺動アーム32、1
32の変位量の検出結果に基づいて、制御される。
Description
【0001】
本考案は、硬脆材であるシリコンウェハ等のワークを加工する装置に関し、よ り詳しくはシリコンウェハの外周面に鏡面加工を施す装置に関する。
【0002】
一般に、超LSIの製造に用いられるシリコンウェハの外周面は、ダイアモン ド砥石を用いて研削され、所定の形状に成形される。研削後のシリコンウェハ上 には、粉塵が残留するおそれがあり、残留した粉塵は集積回路をショートさせる 原因となるため、研削後、シリコンウェハの外周面に鏡面加工が施され、粉塵が 除去される。
【0003】 従来、シリコンウェハ等のワーク外周面に鏡面加工を施す装置として、機台に 揺動自在に支持された揺動アームに、バフ部材が回転自在に支持されるものがあ る(特開平4−365549号公報参照)。機台は、ワークに接近または離間す る方向に移動可能であり、モータによって駆動される。モータは、揺動アームの 揺動に伴う変位量を検出するセンサからの検出信号に基づいて、制御部によって 制御される。
【0004】 このような装置において、ワークは、モータに駆動されて軸心周りに回転し、 バフ部材によって鏡面加工を施される。バフ部材は、その回転中心とワークの軸 心を結ぶ線上の位置において、ワークに摺接し、自転することによってワークを 加工する。バフ部材とワークとの摺接位置がずれた場合、制御装置は、そのずれ を変位量センサからの信号に基づいて揺動アームの変位量として検出し、モータ を制御して機台をワークに接近または離間させ、摺接位置を修正する。すなわち 摺接位置がずれると、バフ部材を支持する揺動アームが揺動する。揺動アームの 変位量は、変位量センサによって検出されており、この変位量センサからの検出 信号に基づいて、制御装置がモータを制御し、機台をワークに接近または離間さ せる。これによりバフ部材とワークとの摺接位置は、常にバフ部材の回転中心と ワークの軸心とを結ぶ線上となるように修正される。
【0005】
上述した従来の鏡面加工装置では、1つのバフ部材によってワークの外周面を 加工するため、加工に時間がかかるという問題がある。
【0006】 本考案は、ワークの外周面の鏡面加工の時間を短縮することができ、しかも円 形でないワークの外周面も鏡面加工することができるワーク外周面の鏡面仕上げ 装置を提供することを目的としている。
【0007】
本考案に係るワーク外周面の鏡面仕上げ装置は、ワークを軸心周りに回転させ るワーク回転手段と、ワークに接近または離間する方向に移動可能な複数の機台 と、各機台をそれぞれ移動させる駆動手段と、各機台にそれぞれ揺動自在に支持 された揺動アームと、各揺動アームにそれぞれ回転自在に支持され、それらの回 転中心とワークの軸心とを結ぶ線上において、ワークの外周面に摺接して加工す るバフ部材と、機台と揺動アームの間にそれぞれ設けられ、各バフ部材がワーク に摺接するように、各揺動アームをワーク側に付勢する付勢手段と、各揺動アー ムの変位量を検出する検出手段と、検出手段からの信号に基づき、各駆動手段を 制御する制御手段とを備え、制御手段は、検出手段からの信号に基づいて、各バ フ部材のワークに対する摺接位置のずれを検出した際、各駆動手段を制御して各 機台を移動させ、摺接位置を修正することを特徴としている。
【0008】
以下図示実施例により本考案を説明する。 図1は、本考案の一実施例である鏡面仕上げ装置を示す側面図、図2は図1の 平面図である。
【0009】 これらの図において、支持台10には、シリコンウェハ等の硬脆材製のワーク Wをその軸心周りに回転させるワーク回転軸11が設けられており、ワークWは この回転軸11の先端に設けられたワークテーブル12に対して着脱自在となっ ている。ワーク回転軸11は、支持台10内に設けられたワーク軸モータ(サー ボモータ)13によって例えば1分間に2回転程度の速度で回転駆動される。ワ ークWは、円弧部Pと直線状の平坦部Sとからなり、すなわち一部に平坦部を有 する円形を有している。
【0010】 各揺動アーム32、132に支持されたバフ部材34、134はそれぞれ、ワ ークWの両側に配置されており、それらの回転中心とワークWの回転中心とを結 ぶ基準線T上の位置において、ワークWの外周面に両側から摺接し、ワークWが 1回転する間に、その外周面を鏡面加工する。ワークWに対するバフ部材34、 134の摺接位置がずれた場合、制御部48は、センサ46、146からの検出 信号に基づいて、バフ機台24、124をワークWに接近または離間するように 移動させ、揺動アーム32、132を揺動させて摺接位置を修正する。
【0011】 ワーク回転軸11の中心部には、負圧導入通路(図示省略)が形成され、この 負圧導入通路はワークテーブル12に形成された開口部に連通する。またワーク 回転軸11に設けられた負圧バルブ27に、負圧源28からの負圧がホース29 を介して供給される。この負圧が開口部から導入されることにより、ワークWは 、ワークテーブル12に着脱自在に支持される。
【0012】 支持台10上には、ワーク回転軸11を挟んで両側に、固定枠14、114が 立設され、これら固定枠14、114には、図2に示されるように、ガイドレー ル15、115がそれぞれ水平方向に延設されている。ガイドレール15、11 5に対してそれぞれ摺動自在に係合するY軸ガイド16、116が、摺動台17 、117に取付けられている。固定枠14、114にはY軸モータ18、118 がそれぞれ取付けられ、これらのY軸モータ18、118の出力軸であるY軸ボ ールねじ20、120には、摺動台17、117に固着された雌ねじ部21、1 21が螺合している。したがって摺動台17、117はそれぞれ、Y軸モータ1 8、118の駆動により、ワーク回転軸11の回転中心軸に対して直交する方向 、すなわちワークWに接近または離間する方向に移動する。
【0013】 摺動台17、117にはそれぞれ、ガイドレール22、122が図1において 上下方向に延設されている。バフ機台24、124には、ガイドレール22、1 22に対して摺動自在に係合するZ軸ガイド23、123が設けられている。各 バフ機台24、124を昇降駆動するため、摺動台17、117に取付けられた Z軸モータ25、125により回転するZ軸ボールねじ26、126が、バフ機 台24、124に固着された図示しない雌ねじ部に螺合している。したがってバ フ機台24、124はそれぞれ、Z軸モータ25、125により、ワークWの回 転中心と平行な方向に摺動する。さらにバフ機台24、124は、Y軸モータ1 8、118の駆動により、図中左右方向にも移動する。
【0014】 バフ機台24、124の前面に固着された支持ブラケット30、130にはそ れぞれ、揺動アーム32、132が、ワーク回転軸11と平行な揺動軸31、1 31を中心として、矢印R方向に揺動自在に支持されている。各揺動アーム32 、132の先端部には、バフ主軸33、133が回転自在に装着されており、こ れらバフ主軸33、133には、バフ部材34、134がそれぞれ取付けられて いる。バフ部材34、134にはそれぞれ、図5に示されるように、ワークWの 外周面の加工形状に対応した仕上溝Gが形成されている。各仕上溝Gは、同一の 研削能力を備えており、Z軸モータ25、125に駆動されてバフ機台24、1 24のZ軸方向の位置が変化することにより、ワークWに対して所定の位置に位 置決めされる。バフ部材34、134を回転させるために、揺動アーム32、1 32に取付けられたバフ駆動モータ35、135の主軸に取付けられたプーリ3 6、136と、バフ主軸33、133に取付けられたプーリ37、137とには ベルト38、138が掛け渡されている。したがってバフ部材34、134はそ れぞれ、バフ駆動モータ35、135により、例えば800〜1500rpm程 度の速度で回転する。
【0015】 バフ機台24、124と揺動アーム32、132との間にはそれぞれ、エアー シリンダ40、140が設けられており、これらエアーシリンダ40、140に より各バフ部材34、134には、ワークWに向かう押圧力が付勢されている。 なお、エアーシリンダ40、140に代えて、コイルばね等のばね部材を用いて もよい。
【0016】 バフ機台24、124にはそれぞれ、Y軸方向に摺動自在に検出ロッド41、 141が装着されており、これら検出ロッド41、141の先端に設けられたジ ョイント部42、142が、揺動アーム32、132の先端に固着された連結部 43、143にピン結合されている。検出ロッド41、141の後端に設けられ たストッパー部44、144にはそれぞれ、ブラケット45、145によりバフ 機台24、124に取付けられたセンサ46、146の接触子47、147が当 接している。各センサ46、146は、本実施例では作動トランスにより構成さ れており、内部には接触子47、147をストッパー部44、144に向けて付 勢するばね部材が組み込まれている。
【0017】 各センサ46、146の検出信号は、装置内に組込まれた制御部48に送られ 、この制御部48からは各Y軸モータ18、118に駆動信号がフィードバック されるようになっている。
【0018】 ワーク回転軸11の外周であって支持台10よりも上側には、環状部材51が 嵌着されており、この環状部材51には、バフ部材34に形成された仕上げ溝G を修正するための修正バイト52が所定間隔毎に設けられている。すなわち、こ の環状部材51はワーク回転軸11とともに回転し、修正バイト52の位置決め はサーボモータ13を回転させることにより行われる。したがって、バフ部材3 4の仕上げ溝Gが摩耗した時、適当な修正バイト52をバフ部材34、134に 対向させ、この修正バイト52を用いて仕上げ溝Gを修正することができる。そ の時には、所定の仕上げ溝Gが修正バイト52の位置となるように、Y軸モータ 18とZ軸モータ25とを駆動させる。また、この機構を有することにより、複 数のバフ部材34を装備することが可能となる。
【0019】 本実施例の作用を、図3(a)〜(d)を参照して説明する。なお図中、(イ )〜(ニ)の符号は、ワークWの外周面の90度毎の各部分を示している。
【0020】 ワークWは、ワークテーブル12に載置され、負圧源28から供給される負圧 によってワークテーブル12の所定位置に位置決めされる。またバフ部材34、 134はそれぞれ、高速回転を開始する(図3(a))。
【0021】 つぎに、各バフ部材34、134の所定の仕上げ溝G(図5)がワークWの位 置となるように、Z軸モータ25、125によりバフ部材34、134のZ軸方 向の位置がそれぞれ調整される。この状態で、Y軸モータ18、118の駆動に より、図3(b)に示されるようにバフ部材34、134がそれぞれ移動してワ ークWに接近するとともに、ワークWが反時計方向に低速回転を開始する。これ と同時に、バフ部材34、134の仕上げ溝GがワークWの外周面に係合して、 鏡面加工が開始される。
【0022】 すなわちワークWが反時計方向に回転する間、外周面(イ)は、バフ部材34 によって鏡面加工され、外周面(ハ)はバフ部材134によって鏡面加工される 。さらにワークWは回転し続け、図3(c)に示されるように、外周面(ロ)が バフ部材34によって鏡面加工され、外周面(ニ)がバフ部材134によって鏡 面加工される。このようにワークWが約180度回転する間に、外周面(イ)、 (ロ)がバフ部材34によって鏡面加工され、外周面(ハ)、(ニ)がバフ部材 134によって鏡面加工される。
【0023】 その後、図3(d)に示されるように、バフ部材34、134が、Y軸モータ 18、118の駆動によってそれぞれ移動してワークWから離間する。なお、バ フ部材34、134をワークWに接近または離間させる際には、バフ機台24、 124が早送り状態で作動する。またワークWとバフ部材34、134の間には 、加工中、ポリッシング剤が供給される。
【0024】 鏡面加工中、揺動アーム32、132にはエアーシリンダ40、140によっ て常時、図2において揺動アーム32は反時計方向、揺動アーム132は時計方 向の旋回力が付与されており、したがってワークWの外周面を鏡面加工する際、 ワークWの回転中心とワーク回転軸11の回転中心との間に芯ずれ、つまり位置 決めエラーがあっても、バフ部材34、134の外周の振れを揺動アーム32、 132が吸収し、ワークWには無理が負荷が加わらない。またこの振れに対して 揺動アーム32、132の姿勢をセンサ46、146が検出し、揺動アーム32 、132が揺動した場合には、これを修正するようにY軸モータ18、118に よりバフ機台24、124がY軸方向に移動するので、バフ部材34、134と ワークWとの摺接位置は、常に基準線T上に保持されることになり、鏡面加工が 最適な条件下で行なわれる。
【0025】 図4を参照してバフ部材34、134とワークWの摺接位置の制御について説 明する。
【0026】 図4(a)はバフ部材34がワークWの円弧部Pを鏡面加工する状態(図3( b)に対応している)を示し、図4(b)はバフ部材34がワークWの平坦部S を鏡面加工する状態(図3(c)に対応している)を示している。これらの図か ら理解されるように、ワークWの回転に伴ってバフ部材34がワークWの平坦部 Sに摺接するようになると、エアーシリンダ40の付勢力によって揺動アーム3 2は反時計方向に揺動し、変位検出センサ46の接触子47が前進する。この前 進移動量は変位検出センサ46により検出され、この移動量を補正するために、 制御部48からはY軸モータ18にフィードバック信号が送られ、このモータ1 8の駆動によりバフ機台24が前進する。これにより、図4(c)に示すように 揺動アーム32の姿勢は基準線Tに対して直角となり、基準線T上でバフ部材3 4とワークWが摺接することとなる。
【0027】 ワークWの平坦部Sにバフ部材34が摺接していた状態から、ワークWの円弧 部Pに摺接する状態に変化した時には、上述した方向とは逆の方向にまず揺動ア ーム32が揺動することになるが、Y軸モータ18の駆動により、バフ部材34 は直ちに図4(c)のような適正な位置に修正される。
【0028】 このような動作はバフ部材134においても同様であり、円弧部Pの鏡面加工 の間に摺接位置が変化しようとすると、揺動アーム124が揺動変位し、摺接位 置は所定の位置に保たれる。
【0029】 本実施例の場合には、バフ機台24、124はそれぞれ、Y軸モータ18、1 18によって0.01mm単位でワークWに接近または離間する方向に移動し、常 に揺動アーム32、132が基準線Tに対して直角となるように保持される。こ れにより、各バフ部材32、132のワーク外周面に対する摺接位置が一定とな り、さらにワークWとバフ部材32、132の接触する面積が一定に近くなり、 バフ部材32、132を痛めることなく、均一な鏡面加工が、ワークWの外周全 体にわたり達成される。
【0030】 以上のように本実施例によれば、ワークWを180度回転させる間に、バフ部 材34、134によって同時にワークWの鏡面加工を行うことができるので、従 来に比べて加工時間を半分に削減することができる。また、ワークWとバフ部材 34、134との摺接位置が常に一定になるように制御しているので、ワークW が円形状を有していなくても、外周面全体にわたって均一に鏡面加工することが できる。
【0031】 上記実施例では、バフ部材34、134は同じ表面粗度を有していたが、両者 の表面粗度を変え、バフ部材34を粗加工用、バフ部材134を仕上げ加工用と してもよい。図6は、このように異なる性能を有するバフ部材34、134によ るワークWの鏡面加工を示している。
【0032】 まず粗加工用のバフ部材34が高速回転を開始し(図6(a))、ワークWの 外周面(イ)に接近して粗加工を開始する(図6(b))。ワークWは反時計方 向に低速で回転し、図6(c)に示すように加工開始状態から約180度回転す ると、仕上げ加工用のバフ部材134が高速回転を開始するとともにワークWの 外周面(イ)に摺接して仕上げ加工を始める。さらにワークWが約180度回転 し、外周面(イ)が粗加工用のバフ部材34側に到達すると、図6(d)に示す ようにバフ部材34はワークWから離間して回転を停止する。一方、仕上げ加工 用のバフ部材134はさらに回転し続け、ワークWの外周面(ニ)まで仕上げ加 工を行う。
【0033】 図6の実施例のように、異なる性能を有するバフ部材34、134を用いると 、ワークWを360度回転させなければならないが、粗加工と仕上げ加工とを分 けたため、精度の高い鏡面加工を効率的に行うことができる。
【0034】 図7はバフ部材34、134の他の例を示している。バフ部材34はワークW の外周面Qを鏡面加工するため、またバフ部材134は外周面の上下に位置する 面取部Rを鏡面加工するために設けられている。このようなバフ部材34、13 4は、図6の実施例において採用することができる。
【0035】
以上のように本考案によれば、ワークの外周面の鏡面加工に要する時間を短縮 することができるという効果が得られる。
【図1】本考案の一実施例に係る鏡面仕上げ装置を示す
側面図である。
側面図である。
【図2】図1の鏡面仕上げ装置の平面図である。
【図3】図1の鏡面仕上げ装置におけるワーク外周面を
加工過程を示す概略平面図である。
加工過程を示す概略平面図である。
【図4】図1の鏡面仕上げ装置の作用を説明するための
図である。
図である。
【図5】バフ部材の一例を示す図である。
【図6】鏡面仕上げ装置の他の実施例の作用を説明する
ための図である。
ための図である。
【図7】バフ部材の他の例を示す図である。
11 ワーク回転軸 18、118 Y軸モータ 24、124 バフ機台 31、131 揺動軸 32、132 揺動アーム 34、134 バフ部材 40、140 エアーシリンダ 46、146 センサ
Claims (1)
- 【請求項1】 ワークを軸心周りに回転させるワーク回
転手段と、ワークに接近または離間する方向に移動可能
な複数の機台と、各機台をそれぞれ移動させる駆動手段
と、各機台にそれぞれ揺動自在に支持された揺動アーム
と、各揺動アームにそれぞれ回転自在に支持され、それ
らの回転中心とワークの軸心とを結ぶ線上において、ワ
ークの外周面に摺接して加工するバフ部材と、機台と揺
動アームの間にそれぞれ設けられ、各バフ部材がワーク
に摺接するように、各揺動アームをワーク側に付勢する
付勢手段と、各揺動アームの変位量を検出する検出手段
と、検出手段からの信号に基づき、各駆動手段を制御す
る制御手段とを備え、制御手段は、検出手段からの信号
に基づいて、各バフ部材のワークに対する摺接位置のず
れを検出した際、各駆動手段を制御して各機台を移動さ
せ、摺接位置を修正することを特徴とするワーク加工装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3447693U JPH07644U (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ワーク外周面の鏡面仕上げ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3447693U JPH07644U (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ワーク外周面の鏡面仕上げ装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07644U true JPH07644U (ja) | 1995-01-06 |
Family
ID=12415310
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3447693U Pending JPH07644U (ja) | 1993-06-01 | 1993-06-01 | ワーク外周面の鏡面仕上げ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07644U (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108890510A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-27 | 江门市新会区爱邦宝金属制品有限公司 | 一种全自动水壶抛光装置 |
CN108908072A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-30 | 江门市新会区爱邦宝金属制品有限公司 | 一种壶身返尾抛光装置 |
-
1993
- 1993-06-01 JP JP3447693U patent/JPH07644U/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108890510A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-27 | 江门市新会区爱邦宝金属制品有限公司 | 一种全自动水壶抛光装置 |
CN108908072A (zh) * | 2018-08-06 | 2018-11-30 | 江门市新会区爱邦宝金属制品有限公司 | 一种壶身返尾抛光装置 |
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