JPH11300599A - ワークの片面研磨方法及び装置 - Google Patents

ワークの片面研磨方法及び装置

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JPH11300599A
JPH11300599A JP11349598A JP11349598A JPH11300599A JP H11300599 A JPH11300599 A JP H11300599A JP 11349598 A JP11349598 A JP 11349598A JP 11349598 A JP11349598 A JP 11349598A JP H11300599 A JPH11300599 A JP H11300599A
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correction roller
pad surface
pad
work
contact pressure
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Shunji Hakomori
守 駿 二 箱
Hitoshi Nagayama
山 仁 志 長
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SpeedFam-IPEC Co Ltd
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    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/017Devices or means for dressing, cleaning or otherwise conditioning lapping tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワークの片面を研磨加工しながら同時に定盤
のパッド面を修正することができる、生産効率に勝れた
ワークの研磨手段を得る。 【解決手段】 回転する定盤2のパッド面に、加圧手段
4によりワークWを押し付けると共に、該パッド面にお
ける作業領域の幅と同等以上の長さを有する修正ローラ
ー10を定盤2の半径方向に配置して押し付け、上記パ
ッド面でワークWを研磨しながら、その研磨と同時に、
回転する上記修正ローラー10によって該パッド面の表
面形状を修正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体ウエハや磁
気ディスク基板のようなディスク形をしたワークの片面
を研磨するための片面研磨方法とその装置とに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】ワークWの片面を研磨する片面研磨装置
は、図6及び図7に示すように、作業面に研磨パッド2
1が貼着された定盤20と、ワークWを定盤20のパッ
ド面に押し付けるための複数のプレッシャープレート2
2とを有し、これらのプレッシャプレート22に保持さ
せたワークWを回転する定盤20のパッド面に押し付け
て研磨するように構成されている。
【0003】このような研磨装置においては、研磨加工
時に、定盤20の内外周の速度差によりプレッシャプレ
ート22が従動回転し、各ワークWはパッド面上を円運
動しながら研磨される。このときのワークWとパッド面
との接触頻度(接触長)はパッド面全体で均一ではな
く、定盤20の半径方向の位置によって異なっている。
具体的には、定盤20の外周側と内周側とで接触頻度が
少なく、中間部分で接触頻度が多くなる。このため、図
8に示すように、定盤20のパッド面は作業領域の中間
部分が最も摩耗して凹形になり易く、この状態で研磨が
行われると、ワークの外周が過剰に研磨されていわゆる
ダレを生じ、平坦度が低下する。
【0004】このため通常は、ドレッサーを使用して定
期的にパッド面を修正するようにしているが、その修正
作業中はワークの研磨工程が中断されるため、生産効率
が悪いという問題がある。
【0005】一方、研磨工程を中断することなくパッド
面を修正できる方法として、リテーナリングをパッド面
に接触させながら研磨する方法があるが、この方法は、
研磨パッドとリテーナリングとの相対運動があるため、
該リテーナリングが摩耗するという問題がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主要な技術的
課題は、ワークの片面を研磨加工しながら同時に定盤の
パッド面を修正することができる、生産効率に勝れたワ
ークの研磨手段を提供することにある。
【0007】本発明の他の技術的課題は、回転する修正
ローラーを使用してパッド面を修正することにより、従
来のリテーナリングに見られるような摩耗の問題を解決
することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明によれば、回転する定盤のパッド面に、加圧
手段によりワークを押し付けると共に、該パッド面にお
ける作業領域の幅と同等以上の長さを有する修正ローラ
ーを定盤の半径方向に配置して押し付け、上記パッド面
でワークを研磨しながら、その研磨と同時に、回転する
上記修正ローラーによって該パッド面の表面形状を修正
することを特徴とするワークの片面研磨方法が提供され
る。上記修正ローラーは、パッド面との摩擦のために定
盤の回転に従動して回転する。
【0009】また、本発明によれば、上記方法を実施す
るため、研磨パッドが貼着された駆動回転自在の定盤;
ディスク形ワークを定盤のパッド面に押し付けるための
1つ以上の加圧手段;上記パッド面上に定盤の半径方向
に配設され、該パッド面に一定の接触圧で当接しながら
回転することによって該パッド面の表面形状を修正す
る、該パッド面における作業領域の幅と少なくとも同じ
長さを有する1つ以上の修正ローラー;上記修正ローラ
ーの接触圧を設定するための接触圧設定手段;を有する
ことを特徴とするワークの片面研磨装置が提供される。
【0010】本発明の好ましい具体的な構成態様によれ
ば、上記加圧手段と修正ローラー及び接触圧設定手段が
同数設けられていて、各加圧手段にそれぞれ、修正ロー
ラーが上下動自在に取り付けられると共に接触圧設定手
段が取り付けられている。上記接触圧設定手段はエアシ
リンダにより形成することができる。
【0011】本発明の1つの具体例によれば、上記修正
ローラーが均一直径を有するように形成されている。
【0012】本発明の他の具体例によれば、上記修正ロ
ーラーが、軸線方向両端の直径が異なるテーパー付きロ
ーラーであって、小径端を定盤の内周側に向けると共に
大径端を定盤の外周側に向けて配設されている。
【0013】本発明の更に他の具体例によれば、上記修
正ローラーが、中間部がくびれたつづみ形をしている。
【0014】このような構成を有する本発明によれば、
ワークの片面を研磨加工しながら同時にパッド面を修正
することができるため、研磨工程を中断する必要がな
く、生産効率に勝れる。また、回転する修正ローラーを
パッド面に押し付けて修正するようにしているため、該
修正ローラーとパッド面との間の相対運動によって該修
正ローラが摩耗することがなく、耐久性にも勝れる。
【0015】
【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明に係る片面
研磨装置の一つの好ましい実施形態を概略的に示してい
る。図において1は一部を部分的に示す機体、2は該機
体1上に回転自在に配設された定盤であって、該定盤2
の上面には研磨パッド3が貼着されている。
【0016】また、4はディスク形のワークWを上記定
盤2のパッド面に押し付けるための加圧手段であって、
この加圧手段4は、機体1に取り付けられたエアシリン
ダ5と、このエアシリンダ5のロッド5aの下端に回転
自在に取り付けられたプレッシャプレート6と、該プレ
ッシャプレート6の下面にリテーナリング8で着脱自在
に取り付けられたワーク保持ブロック7とを有してお
り、該ワーク保持ブロック7に貼着したワークWを定盤
2のパッド面に押し付けて研磨するものである。このと
き、上記プレッシャプレート6は、ロッド5aに回転自
在に取り付けられているため、ワークWとパッド面との
間の摩擦と、定盤2の内外周の速度差とにより、定盤2
の回転に伴って従動回転し、各ワークWがパッド面上を
円運動しながら研磨される。
【0017】上記片面研磨装置はまた、定盤2のパッド
面を修正するための修正ローラー10と、該修正ローラ
ー10のパッド面に対する接触圧を設定するための接触
圧設定手段11とを備えている。これらの修正ローラー
10と接触圧設定手段11とは、それぞれ上記加圧手段
4と同数設けられていて、各加圧手段4に1つずつ組み
付けられている。
【0018】即ち、上記加圧手段4におけるロッド5a
には、プレッシャプレート6より上方の位置に支持部材
13が取り付けられていて、この支持部材13に、ロー
ラー支持用のブラケット14が、リニアガイド機構15
を介して上下動自在なるように取り付けられ、このブラ
ケット14に形成された左右一対の支持部片14a,1
4a間に、上記修正ローラー10が水平軸線の回りに回
転自在なるように取り付けられている。
【0019】上記リニアガイド機構15は、ブラケット
14を直線的に上下動させ得るものであればどのような
機構であっても良く、例えば、レールと、このレールに
沿って摺動自在のスライダとによって構成することもで
きる。
【0020】また、上記修正ローラー10は、研磨パッ
ド3と同様の合成樹脂素材によって該研磨パッド3より
も硬質の表面を有するように形成されたもので、各加圧
手段4における隣接するプレッシャプレート6,6間の
位置で、定盤2の半径方向に配設されている。この修正
ローラー10は、図3からも明らかなように、パッド面
におけるワークWと接触する作業領域の幅Hと少なくと
も同じ長さを有すると共に、全長に渡って均一な直径を
有するもので、パッド面に一定の接触圧で当接し、定盤
2の回転に伴って従属的に回転することにより、該パッ
ド面の表面形状を修正するものである。
【0021】上記支持部材13にはまた、上記接触圧設
定手段11を形成するエアシリンダ11aが支持金具1
7を介して取り付けられ、該エアシリンダ11aのロッ
ド11bで上記ブラケット14を押圧することにより、
修正ローラー10をパッド面に一定の接触圧で押し付け
るようになっている。このエアシリンダ11aは、それ
に供給する空気圧を制御することによって上記接触圧を
調整することができるもので、接触圧を精密に制御する
場合は、修正ローラー10又はブラケット14に取り付
けた適宜のセンサで接触圧を検出し、それに基づいて供
給空気圧を制御するように構成することもできる。
【0022】上記構成を有する片面研磨装置において、
研磨すべきワークWは、各加圧手段4におけるプレッシ
ャプレート6によって回転する定盤2のパッド面に押し
付けられ、研磨される。このとき、修正ローラー10も
パッド面に所定の接触圧で押し付けられ、この修正ロー
ラー10によるパッド面の修正がワークWの研磨と並行
して行われる。従って、パッド面の修正のために研磨工
程を中断する必要がなく、生産性が良い。また、修正ロ
ーラー10が定盤2の回転に従動して回転するため、該
修正ローラー10とパッド面との間の相対運動によって
該修正ローラー10が摩耗することがない。
【0023】上記実施例では、修正ローラー10を定盤
2の回転に従属させて回転させるようにしているが、専
用の駆動機構を設けて強制的に回転させても良い。この
場合には、修正ローラーとして、パッド面を押圧するだ
けの合成樹脂製ローラーに代えて、ダイヤモンド砥粒を
電着した電着砥石のような修正機能のある素材からなる
ものを使用し、この修正ローラーをパッド面に対して相
対的に回転させることにより、該パッド面の形状を強制
的に成形するようにしても良い。また、図示した実施例
では、加圧手段4と修正ローラー10及び接触圧設定手
段11が複数組設けられているが、それらは1組であっ
ても良い。
【0024】図4は修正ローラーの第2実施例を示すも
ので、この第2実施例の修正ローラー10Aは、軸線方
向両端の直径が異なるテーパー付きローラーであって、
小径端を定盤2の内周側に向けると共に大径端を定盤2
の外周側に向けて配設されている。
【0025】このようなテーパー付きの修正ローラー1
0Aを使用することによって、均一直径のローラーを使
用する場合に生じ易い、定盤2の内外周何れかの側で該
定盤2の回転速度差のために修正ローラとパッド面とが
僅かに擦れ合うという問題を確実に解消することができ
る。この場合にはもちろん、上記テーパー付きの修正ロ
ーラー10Aが、定盤2の内外周の速度差を吸収できる
ような寸法に形成される。
【0026】上記各実施例に示された修正ローラー1
0,10Aは、何れも、パッド面を平坦な面に修正する
ため円柱状又はテーパー状に形成されているが、パッド
面を僅かに上に凸の形をした曲面に修正する場合には、
修正ローラーを、図5に示す第3実施例の修正ローラー
10Bのように、中間部がくびれたつづみ形とすること
もできる。
【0027】
【発明の効果】このように本発明によれば、ワークの片
面を研磨加工しながら同時にパッド面を修正することが
できるため、研磨工程を中断する必要がなく、生産効率
に勝れる。また、回転する修正ローラーをパッド面に押
し付けて修正するようにしているため、該修正ローラー
とパッド面との間の相対運動によって該修正ローラーが
摩耗することがなく、耐久性にも勝れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る片面研磨装置の一実施例を概略的
に示す要部側断面図である。
【図2】図1のA−A線での断面図である。
【図3】図1の要部拡大断面図である。
【図4】修正ローラーの第2実施例を示す図3と同様位
置での断面図である。
【図5】修正ローラーの第3実施例を示す図3と同様位
置での断面図である。
【図6】従来の片面研磨装置の要部側面図である。
【図7】図6の要部平面図である。
【図8】定盤の摩耗の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
2 定盤 3 研磨パッド 4 加圧手段 10,10A,10B
修正ローラー 11 接触圧設定手段

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回転する定盤のパッド面に、加圧手段によ
    りワークを押し付けると共に、該パッド面における作業
    領域の幅と同等以上の長さを有する修正ローラーを定盤
    の半径方向に配置して押し付け、上記パッド面でワーク
    を研磨しながら、その研磨と同時に、回転する上記修正
    ローラーによって該パッド面の表面形状を修正すること
    を特徴とするワークの片面研磨方法。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の研磨方法において、上記
    修正ローラーを、パッド面との摩擦により定盤の回転に
    従動させて回転させることを特徴とするもの。
  3. 【請求項3】研磨パッドが貼着された駆動回転自在の定
    盤;ディスク形をしたワークを定盤のパッド面に押し付
    けるための1つ以上の加圧手段;上記パッド面上に定盤
    の半径方向に配設され、該パッド面に一定の接触圧で当
    接しながら回転することによって該パッド面の表面形状
    を修正する、該パッド面における作業領域の幅と少なく
    とも同じ長さを持つ1つ以上の修正ローラー;上記修正
    ローラーの接触圧を設定するための接触圧設定手段;を
    有することを特徴とするワークの片面研磨装置。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の片面研磨装置において、
    上記加圧手段と修正ローラー及び接触圧設定手段が同数
    設けられていて、各加圧手段にそれぞれ、修正ローラー
    が上下動自在に取り付けられると共に、接触圧設定手段
    が取り付けられていることを特徴とするもの。
  5. 【請求項5】請求項3又は4に記載の片面研磨装置にお
    いて、上記接触圧設定手段がエアシリンダからなること
    を特徴とするもの。
  6. 【請求項6】請求項3から5までの何れか1つに記載の
    片面研磨装置において、上記修正ローラーが均一直径を
    有することを特徴とするもの。
  7. 【請求項7】請求項3から5までの何れか1つに記載の
    片面研磨装置において、上記修正ローラーが、軸線方向
    両端の直径が異なるテーパー付きローラーであって、小
    径端を定盤の内周側に向けると共に大径端を定盤の外周
    側に向けて配設されていることを特徴とするもの。
  8. 【請求項8】請求項3から7までの何れか1つに記載の
    片面研磨装置において、上記修正ローラーが、中間部が
    くびれたつづみ形をしていることを特徴とするもの。
JP11349598A 1998-04-23 1998-04-23 ワークの片面研磨方法及び装置 Withdrawn JPH11300599A (ja)

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