JPS61219565A - 研磨方法 - Google Patents

研磨方法

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JPS61219565A
JPS61219565A JP60056166A JP5616685A JPS61219565A JP S61219565 A JPS61219565 A JP S61219565A JP 60056166 A JP60056166 A JP 60056166A JP 5616685 A JP5616685 A JP 5616685A JP S61219565 A JPS61219565 A JP S61219565A
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JP
Japan
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polishing
liquid
polished
abrasive grains
grains
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JP60056166A
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Yasuhiro Tani
泰弘 谷
Kenji Kawada
研治 河田
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Taiho Kogyo Co Ltd
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Taiho Kogyo Co Ltd
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  • Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は硬脆材、金属材、合成樹脂材などの被研磨材
を精密研磨仕上げするようにした研磨方法に関するもの
である。
(従来の技術) 被研磨材を精密研磨仕上げする方法としては、−コー 従来からラッピング又はポリシングが知られている。ラ
ッピング又はポリシングは、被研磨材を、鋳鉄等からな
るラップや織布等のポリシャに適当な圧力で押しつけ、
酸化アルミニウム、炭化けい素等の微細砥粒にラップ液
を混合して被研磨材とポリシャとの間に介在し、被研磨
材とポリシャとを相対的に移動させることにより砥粒に
よって被研磨材の表面を切削する方法である。このラッ
ピング又はポリッシングハ、研削等により精密仕上げさ
れた被研磨材の面を、更に平滑にして寸法精度を向上さ
せるものである。
(発明が解決しようとする問題点) しかし上記したラッピングやポリッシングにしても、仕
事量に比して加工量が少ないので、研磨効率が悪いとい
う欠点がある。
ラッピングやポリッシングにおいては、研磨効率は被研
磨材とポリラシャとの圧力の増加によシ良好になるが、
この圧力が大きくなるにつれて被研磨材が直接ラップや
ポリラシャに接触する面積が増大し、それらが荷重の一
部を分担するため、砥粒に作用する荷重が比例して増加
しない。したがって被研磨材とポリラシャなどとの圧力
を大きくする必要があまりなく、逆に圧力を大きくする
とラップやポリラシャの破損等の欠点が発生する。
そこで通常ではあまシ大きい圧力では研磨しないで、良
好な仕上面を保証できるということで、研磨効率を無視
していた。
又、上記のラッピングやポリッシングは、研磨材が弾性
であるため、被研磨面かうねシを生じたシ、面だれを生
じやすい。
(問題を解決するための手段) 本発明は上記に鑑み提案されたもので、砥粒と液体を充
填混合したのち乾式又は半乾式で圧縮成型した研磨材を
用いて研磨を行うことを特徴とするもので、特に前記充
填混合の状態が、砥粒の接触点を中心に液体が環状に付
着して不連続に存在するとともに空気相が連続して存在
するペンドラ−域、又は、砥粒の接触点を含む面で液体
が閉じて連続に存在するとともに空気相が不連続に存在
するファニキュラー域である砥粒液体の混合物を圧縮成
型した研磨層に被研磨材を押圧し、研磨層と被研磨材と
を相対的に移動させることにより研磨層で被研磨材を研
磨処理するようにしたことを特徴とする研磨方法に関す
るものである。
(実施例) 以下に本発明の詳細な説明する。
本発明の研磨方法で使用する研磨層は砥粒に液体を混合
し、圧縮成形したものである。上記した砥粒としては、
ダイヤモンド、コランダム、エメリ、ザクロ石、珪石、
トリポリ、焼成ドロマイト、熔融アルばす、人造エメリ
、炭化ケイ素、炭化ホウ素、酸化鉄、焼成アルミナ、酸
化クロム、酸化セリウム、酸化ジルコニウム等通常の砥
粒として使用できるものであればどのようなものでもよ
い。そして、砥粒の粒径はおよそ50μm以下のものが
用いられ、望しくは1〜60μmの微細粉末が望ましい
S− 一方、本発明で使用する液体は上記した砥粒の接合用と
して利用するもので、水、アルカリ溶液、酸溶液、その
他多くの塩類の水溶液、高分子溶液、油状液体、磁性流
体などを使用することができる。
砥粒及び液体について多種類を挙げたが、これらは被研
磨材の材質によシ、最も有効なものを選択して使用する
のが望ましい。上記した砥粒と液体とを混合して研磨層
を構成するのであるが、先に例示した砥粒と液体との組
合せにおいてペンドラ−域またはファニキュラー域とな
るように充填混合されるためには混合体中の砥粒は30
〜70υo1%の範囲であって、本発明の研磨に最適な
割合としては50〜60 vol %であった。
また、砥粒径が大きな場合は、上記割合は多く砥粒径が
小さな場合は少なくするとよい。
ペンドラ−域とは、各砥粒の接触点を中心に液体や環状
に付着して不連続に存在するとともに、空気相が連続し
て存在する状態である。又、ファニキュラー域とは上記
したペンドラ−域よシ液体が多い状態であって、砥粒の
接触点を含む面で液体が閉じて連続に存在するとともに
空気相が不連続に存在する状態である。
このようなペンドラ−域もしくはファニキュラー域の状
態にある混合物はパサパサの状態であって、とれ以上液
体の割合が増えるとネバネバの状態(キャピラリー域)
となり、さらに液体が増えてドロドロの状態(スラリー
域)となる。そして・ペンドラ−域で行う圧縮成型を乾
式成型、ファニキュラー域で行う圧縮成型を半乾式成型
といい、キャピラリー域で行う圧縮成型としての湿式成
型と区別される。
研磨層における砥粒と液体との混合率を上記したパンド
ラ−域とファニキュラー域との間にすることによシ液体
が砥粒のボンド作用をなし、砥粒相互を結合させる。
本発明に用いる研治層の作成に際しては砥粒よシ液体の
方が少ないので、砥粒や液体の種類によって液体が均一
に混合しない場合がある。
砥粒と液体との混合が不均一であると、研磨層の強度が
不均一となシ、強度の弱い部分から破壊して安定に研磨
することができない。そこで、液体に、該液体よシ揮発
性の高い他の液体(希釈剤)を混合して砥粒と均一に混
合した後、減圧或いは加熱によシ希釈剤を除去し、砥粒
と液体とを所望の状態で均一に混合すればよい。
上記した希釈剤としては、液体の種類によって異なるが
、ヘキサン、ヘプタン等の低分子量炭化水素、メタノー
ル、エタノール等のアルコール類、水等を使用すること
ができる。
本発明に用いられる研磨層は、前記したように砥粒と液
体、必要ならば希釈剤を混合して充填混合し、乾式又は
半乾式成型するのであるが、砥粒と液体とを単に混合し
ただけでなく、圧縮成型して砥粒を緻密な状態にするの
が望ましい。
圧縮成型する場合には圧力を加えたり、振動充填成型を
補助的に用いることができる。そして圧縮成型した場合
の圧力は、少くとも被研磨材を研磨するときの圧力よシ
小さくするのであって、得られた研磨層は、液体がボン
ド作用をなして砥粒相互を結合させるとともに、砥粒が
液体により柔らかく保持されているので、その硬度は適
度な硬さを有し、本発明者が炭化珪素系砥粒C4t’ 
3000にスピンドルオイルを用いて圧縮成型して得ら
れたもののゴム硬度は85〜95度であった。このよう
にして得られた研磨層により被研磨材を効率的に研磨す
るとかできる。
さらに砥粒が液体によシ柔らかく保持されているため、
加工中に自然と削シ取られセルフドレッシングが生じ、
被研磨材の削り粉、切シ粉による目づまシすることなく
、研磨開始当初の高い加工能率が維持される。
加工材料によって研磨層に目づまりが生じたとしても、
混合した液体を適宜噴霧し、作用砥粒面を軟化させるこ
とによりセルフドレッシング作用を促進させることがで
きる。
本発明の@賭方法は上記した研磨層に被研磨材を押圧し
、研磨層及び被研磨材のいずれか一力又は両方を公転又
は自転させて相対的な移動を生じさせ、被研磨材を研磨
層によ#)研磨する。
=9− この研磨層は砥粒と液体とが均一に混合して成るので、
研磨時に砥粒が散乱したシ浮動することがない。また研
磨層に被研磨材を充分に抑圧できるので、研磨効率を著
しく高めることができる。
以下に本発明の詳細な説明する。
実施例(1) JIS−R−6001に規定する砥粒(45QOQとス
ピンドルオイルを容積比6:4で均一に混合し、500
F/−で圧縮成型した研磨層を用い、0.5μmRma
x に予備研磨したディスク基板用アルミニウムを回転
数200Orpm (公転半径5crn)で、圧力を5
00r/、、lから2晒個まで徐々に増加しながら研磨
したところ、加工速度20μm/mix、仕上面あらさ
0.04μmRm(LZであった。又、縁ダレがほとん
ど発生しなかった。
比較例(1) 実施例で使用した砥粒C#3000で通常のボリシング
を行ったら、加工速度10μm/WuA、仕上面あらさ
0.08μmftBaz  でおシ、縁ダレも目立って
io− 発生した。
実施例(2) 砥粒C# 3000と純水を、容積比1:1で均一混合
し、6Kg/−の圧力で振動を加えながら圧縮成型した
研磨層を用い、1μmR2に予備研磨した直径5インチ
のシリコンウェハーを圧力2 Ky/d、回転数12O
rpm  (公転半径14m)で研磨したところ、加工
速度12.9μm/rrin、仕上面あらさ0,05μ
mRzであった。
比較例(2) 同じ砥粒を用い、同様の圧力、回転数で通常のポリシン
グを行ったら、加工速度7.1μm1m1n、仕上面粗
さ0.06μmRz であった。又、圧力が高すぎるた
めにウェハー表面には微小なうねシが発生し、ポリシャ
の破損も大きかった。
実施例(3) 砥粒C’# 1000と純水を容積比7:3で均一混合
し、実施例(2)と同様の条件で研磨を行った。
その結果、加工速度52μm/mix、仕上面あらさ0
.1μmR2であった。
−//一 実施例(4) 砥粒C# 8000と純水を容積比4:6で均一混合し
、実施例(2)と同様の条件で研磨を行ったところ、加
工速度2.4μψi、仕上面あらさ0.01μmRzで
あった。
実施例(5) 本発明の研磨方法と従来のボリシングによる研磨による
仕上げ面の性状を比較するために、アクリル樹脂の円柱
(20mmφ)の断面を研磨した。そして、第1図に示
すように、格子/を描いた台上に上記アクリル樹脂製円
柱−を載置し、研磨面3に映った格子のゆがみ状態を斜
め上方のカメラ弘によシ撮影し、比較した。
従来のボリシングにより研磨したアクリル樹脂製円柱コ
Aでは、第2図に示すように、研磨面3Aの周縁に映っ
た格子の線/′が湾曲する。この様に格子lの線/′が
曲って映るのは、第5図に示すように円柱2人の研磨面
3Aの周縁に縁ダレjが発生しているからである。
これに対し本発明により研磨した円柱2Bでは、第4図
に示すように、研磨面3B全体に格子/がそのまま映り
、周縁においても格子/の線/〃が殆ど真直に映る。
したがって本発明により研磨すると、縁ダレが殆ど発生
しないことが確認できる。
(発明の効果) 以上要するに本発明によれば、砥粒と液体を充填混合し
、ペンドラ−域又はファニキュラー域とした混合物を乾
式又は半乾式成型して得られる研磨層で被研磨材を研磨
するようにしたので、被研磨材の圧力が砥粒に有効に作
用することになり、大きな圧力で加工速度が速く、研磨
効率を著しく高めることができる。また個々の砥粒に作
用する被研磨材の圧力が小さいので仕上面あらさが良好
となシ、しかも弾力性が無いので縁ダレの発生が少なく
、精密な仕上げ研磨として実用的価値の高い方法である
【図面の簡単な説明】
第1図は縁ダレの検査方法をボす斜視図、第2図は従来
のポリシングによシ研磨した円柱の斜視図、第5図は第
2図に示す円柱の断面図、第4図は本発明によシ研磨し
た円柱の斜視図である。 特許出願人 タイホー工業株式会社 代 理 人  弁理士  福  1) 信 行代 理 
人  弁理士  福  1) 武 通代 理 人  弁
理士  福  1) 賢  三111璽、 第3ν。 手続補正書(自発) 昭和61年 6月18日

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)砥粒と液体を充填混合したのち、乾式又は半乾式
    成型して成る研磨層に被研磨材を押圧し、研磨層と被研
    磨材とを相対的に移動させることにより研磨層で被研磨
    材を研磨処理するようにしたことを特徴とする研磨方法
  2. (2)砥粒と液体との混合状態がペンドラー域又はファ
    ニキュラー域である特許請求の範囲(1)に記載の研磨
    方法。
JP60056166A 1985-03-22 1985-03-22 研磨方法 Expired - Lifetime JPH0698558B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6464766A (en) * 1987-09-01 1989-03-10 Tadatomo Suga Machining method for specular surface of hard and brittle material and grinding wheel member used therefor

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