JPS6384859A

JPS6384859A - 研磨装置

Info

Publication number: JPS6384859A
Application number: JP61227689A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kokubo; 小久保　省司; Kazuo Shiba; 柴　和男; Yutaka Saito; 豊斉藤; Toshikazu Hatsuse; 初瀬　利和
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1986-09-25
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1988-04-15

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］本発明は、液晶セル用ガラス基板、光学部品。

半導体ウェハ等のワークを研磨する研磨装置に関し、特
に、高精度、高品質な加工を可能とした研磨装置に関す
るものである。

［従来の技術］薄板状の液晶セル用ガラス基板、光学部品、半導体ウェ
ハ等のワークは、平坦度、平行度９表面あらさ、加工変
質層などの面品質を高めるためラフ？ング加工やポリシ
ング加工が行なわれるが、近年、前記した各種部品や基
板も高品質、高精度化が要求され、このため、研磨装置
そのものの高精度化も望まれるようになってきた。

従来の研磨装置、特に片面研磨盤（片面ラップ盤や金相
ポリシュｆ！１）では、研磨定盤の精度が加工精度に大
きな影響を及ぼすので、高精度の加工を要求される場合
にはひんばんに定盤の修正を行なう必要があった。この
場合、研磨定盤の簡単な修正は、通常、修正リングをワ
ークに替えて研磨加工をすることにより行ない、また、
定盤形状が大きく変化した場合には定盤を研磨盤より取
り外し、別個の修正用機械（例えば、旋盤等）で修正を
行なった後、再度取りつける方法が取られていた。なお
、定盤としては１通常軟質金属の錫定盤が使用されてい
る。

［解決すべき問題点］上述した従来の研磨盤では、研磨定盤の形状修正を別個
の修正用機械を用いて行なっていたので、組込みの際に
再現性が得難く、定盤の上面の触れを無くすことが困難
であるとともに、定盤の着脱作業に手数を要するという
問題があった。また、定盤の小さな形状修正の場合には
、定盤修正リングを用いて行なっているが、修正リング
と定盤の位置関係により定盤が中凸になったり、中門に
なったりして均一な面を得ることが困難であり、定盤を
所望の精度に仕上げるには熟練作業者に頼らなければな
らないといった問題があった。

また、従来の研ｊｆｆｆｆｉでは定盤の冷却は定盤受け
を直接冷却しているが、定盤は定盤受けに単に載置する
だけの構造のため十分な冷却が行なわれず、ワークが加
工熱によって変形してしまうために加工精度が低下して
しまうなどの問題もあった。

さらに、近年、従来の軟質金属定盤を用いた遊離砥粒方
式の研磨盤に比較して、品質面よりも加工催事の点で有
利な固定砥粒定盤を用いた研磨盤が注目されるようにな
ってきた。この固定砥粒定盤の修正は、遊離砥粒定盤に
おける修正リングでは困難であり、専用の修正（ドレッ
シング、ツルーイング）を行なう装置を必要とした。

しかし、従来の研磨盤では、固定砥粒定盤の修正を行な
う装置を具備しておらず、これら固定砥粒定盤に適合し
た研磨盤はなかった。

［問題点の解決手段とその作用］本発明の研磨装置は上記目的を達成するため、液晶セル
用ガラス基板あるいは半導体ウェハ等のワークを研磨す
る研府装とにおいて、軟質金属定盤あるいは固定砥粒定
盤等からなり、ベッド上に配置された回転自在な下定盤
と、コラムＥを上記下定盤の軸方向および半径方向に精
密移動する基台と、上記下定盤と対向して基台に設けら
れ、上定盤および修正用工具の着脱が回部な１几ヘッド
とで構成し、さらに必要に応じ、下定盤をエアースピン
ドルで支承したり、下定盤の下部に冷却装置を設けた構
成としである。

このように、本発明の研磨装置は、通常の軟質金属定盤
の切削による修正機ｆｔおよび固定砥粒定盤のドレッシ
ング、ツルーイングによる修正機１＠を併設し、定盤の
修正時には前記工具ヘッドまたは基台に刃物台を取りつ
け、主に、軟質金属、定盤の場合には切削、固定砥粒定
盤の場合には研削によって修正を行なうようにしている
。また、ワーク加工時には前記工具ヘッドに装着された
上定盤にワークを固定し、上定盤を回転させながら行な
うようにしている。

さらに、前記熱変形による影響を防止するため、定盤受
は上面に冷却用の溝を設け、冷却液を循環させることに
より定盤の底面を広範囲にわたって直接冷却している。

［実施例］以下１本発明の実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は一実施例の斜視図、第２図は同じく正面図、第
３図は同じく一部を截断した側面図を示す。

これら図面において、ｌはベッドで、２は下定盤である
。３０はベッド１に回転自在に支承されたスピンドルで
、上端に定盤受け４を装着しである。定盤受け４は、そ
の上部に下定盤２を取り付けである。スピンドル３０は
、タイミングベルト６等により駆動モータ５と連結し、
任意の速度で回転する。したがって、スピンドル３０と
一体化された下定盤２も任意の速度で回転する。

本実施例におけるスピンドル３０には、第４図に示すよ
うなエアースピンドルを用いている。すなわち、スピン
ドル３０の上部に、上下スラスト部材３１ａ、３１ｂと
、これらスラスト部材３１ａ、３１ｂの間に一体的に設
けたラジアル部材３１ｃとからなる筒部材３１を嵌着し
、この筒部材３１を軸受部材３２で回転自在に支承する
とともに、筒部材３１と軸受部材３２の間にボート３３
よりエアーを吹き込むようにしである。これにより、こ
のエアースピンドルは、スラスト方向の荷重とラジアル
方向の荷重を同時に受けることができ、低中速回転用と
して使用した場合においてもスピンドル３０の回転振れ
を効果的に防止する。

また、下足ｇｉ２としては、ワークに応じて錫等の軟質
金属からなる軟質金属定盤、あるいは定盤に砥粒を埋め
込んだ固定砥粒定盤等を用いる。

さらに、本実施例における下定盤２は、第５図および第
６図に示すような冷却袋２１４０を備えている。すなわ
ち、下定盤２を固着する定盤受け４の上面に複数の流路
４１を蛇行して形成し、ここに冷却液を流して下定盤２
を下方から冷却するようにしである。流路４１への冷却
液の供給は、スピンドル３０の中央に設けた管路４２お
よびスピンドル下端に設けた回転継手４３を介して行な
い、冷却液の排出は排出孔４３より行なっている。これ
により、下足９１２および下定盤２に［２１したワーク
の熱変形を防止できる。また、従来の冷却液を下足９１
２の上部より放液して冷却する方法に比べ、下定盤２の
下部に設けた冷却液回収装置によって冷却液の回収を確
実に行なえるので、冷却液飛散による汚れの防止も図れ
る。

７はベッドｌの上面に立設された門型のコラムで、正面
上部横方向に形成した摺動路９に摺動台８を移動回部に
支持している。摺動台８の横方向への移動は、例えばＤ
Ｃモータ等の駆動モータ１０ａとボールスクリュｆｏｂ
とからなる送り手段により精密に行なう、１１は摺動台
８が前へ倒れるのを防止するための案内部材である。

１２は基台で、摺動台８の正面縦方向に形成した摺動路
１３に移動回部に支持されている。この基台１３の縦方
向への移動は、例えばＤＣモータ等の駆動モータ１４ａ
とボールスクリュ１４ｂとからなる送り手段により精密
に行なう、１５は基台１２に設けられた工具ヘッドで、
下部に装着部１５ａを有し、下足ｆｉ２と対向して配置
されている。この工具ヘッド１５は、モータ１６の回転
軸と接手部材等を介して連結しており１回転可渣となっ
ている。

したがって、工具へラド１５は、後述する各種工具を取
り付けた状態で、横方向（下定盤２の半径方向）および
縦方向（下足ｆｆ１２の軸方向）に精密な移動を行なう
とともに、取り付けた工具の種類に応じて工具の回転を
も行なう。

工具ヘッド１５に取り付ける工具としては、ワーク固定
用の上定盤１７と、下定盤２をセルフグラインディング
およびセルフカッティングする下定盤修正用工具２３．
２５とがある。

このうち、土足ｆｉ１７は、第７図（ａ）に示すように
して工具へラド１５に取り付ける。すなわち、工具へラ
ド１５の下部に設けた装着部１５ａにアダプタ１８を介
してブツシュ軸１９を取り付ける。このブツシュ軸１９
の下部には、係合部材２０がラジアル方向に二個固着し
であるので、この係合部材２０を土足ｆｉ１７に設けで
ある係合溝２１（第７図（Ｃ）参照）と係合させる。そ
の後、あらかじめブツシュ軸１９に嵌めておいた４部材
２２（第７図（ｂ）参照）を上定盤１７に螺合し、係合
部材２０が係合ｙＩ２１より外れないようにする。この
ようにして上定盤１７は、ブー２シユ軸１９に遊びをも
った状態で支持される。なお、土足Ｉ！１１７に下定盤
２と同様の軟質金属定盤あるいは固定砥粒定盤等を用い
両面研磨装δとして使用することも勿論町濠である。

摩滅した下定盤２の修正を行なう工具のうち。

グラインディングに使用する砥石２３は、工具へラド１
５の装着部１５ａに、アダプタ１８を介し、挟着部材２
４によって固定する（第８図参照）、主に、砥石２３は
固定砥粒定盤の修正用として使用する。また、修正工具
のうち、下定盤２のカッティングに使用するバイト２５
は、工具ヘッド１５の側部に装着したバイトホルダ１６
に固定する（第９図参照）、主に、バイト２５は錫等の
軟質金属定盤の修正用として使用する。なお、２７は下
定盤２の周辺に設けた。カバーである。

上述した構成からなる本実施例の研磨装置において、液
晶セル用ガラス基板、光学部品あるいは半導体ウェハ等
のワークのラッピングを行なう場合には、工具ヘッド１
５に１定１ｉ１７を取り付け、下足ｔ２と１定９１１７
を回転させ、かつ、必要に応じて摺動台８および／もし
くは基台１２を移動させ、１定ｊＪｉ１７に横方向およ
び／もしくは縦方向の精密送りを加えた状態で行なう、
このようにして加工を行なうと、下足ｇｉ２のエアース
ピンドルによる支承および下足１１２の冷却と相まって
、きわめて精度の高い加工を行なうことができる。

また、下定盤２が摩滅した場合には砥石２３もしくはバ
イト２５を工具へラド１５に取り付け、下定盤２のセル
フグラインディグもしくはセルフカッティングを行なう
、この場合も、必要に応じて摺動台８および／もしくは
基台１２を移動させ、砥石２３もしくはバイト２５に横
方向および／もしくは縦方向の精密送りを加えることが
できるので、下定盤２の修正を、下足９１２を取り外す
ことなく容易かつ正確に行なえる。これにより、下足Ｉ
！１２の高い精度管理が可能となり、ワーク加工のより
一層の高精度化を可能とする。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく１
例えば次のような実施例をも含むものである。

■　液晶セル用ガラス基板、光学部品および半導体ウェ
ハ以外のワークのラッピング加工に本発明装置を用いた
場合。

■　テラーピング加工のみならず、これに類する研磨加
工に本発明装置を用いた場合。

■　上定盤の工具ヘッドへの取り付けを、上述した態様
以外の態様で行なうようにした研磨装置。

＠　下足盤として、軟質金属定盤および固定砥粒定盤以
外の定盤を用いた研磨装置Ｉ。

■　下定盤の冷却装置の冷却媒体として冷却ガス（空気
を含む）を用いた研磨装置。

■　修正用工具として砥石、バイト以外の工具を用いる
ようにした研磨装置。

■　摺動台の摺動路を縦方向へ精密移動可使とするとと
もに、この摺動路上を横方向に精密移動するＥｙｉ！、
摺動台に工具ヘッドを固着するようにした研磨装置。

［発明の効果］以上のように本発明によれば、加工精度の向上を図れる
とともに、定盤の修正を容易かつ確実に行なうことがで
きるといった効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例に関し、第１図は一実施例の斜視
図、第２図は同じく正面図、第３図は同じく一部を截断
した側面図、第４図はエアースピンドルの一例を示す断
面図、第５図および第６図は冷却装置の一例を示す平面
一部断面図および側面断面図、第７図（ａ）は上定盤の
一取付は例を示す側面断面図、第７図（ｂ）および（ｅ
）は上定盤取り付は時に用いる蓋部材および上定盤の平
面図、第８図は砥石の一取付は例を示す側面断面図、第
９図はバイトの一取付例を示す側面一部截断図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）液晶セル用ガラス基板あるいは半導体ウェハ等の
ワークを研磨する研磨装置において、ベッド上に配置さ
れた回転自在な下定盤と、コラム上を上記下定盤の軸方
向および半径方向に精密移動する基台と、上記下定盤と
対向して基台に設けられ、上定盤および修正用工具の着
脱が可能な工具ヘッドとからなることを特徴とした研磨
装置。
（２）基台を、コラム上を横方向に精密移動する摺動台
上に、縦方向への精密移動可能に支持したことを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の研磨装置。
（３）下定盤を、軟質金属定盤もしくは固定砥粒定盤と
したことを特徴とする特許請求の範囲第１または２項記
載の研磨装置。
（４）下定盤を、エアースピンドルによって支承するこ
とを特徴とした特許請求の範囲第１、２または３項記載
の研磨装置。
（５）修正用工具が、軟質金属定盤を切削する切削工具
および固定砥粒定盤を研削する研削工具とからなること
を特徴とする特許請求の範囲第１、２、３または４項記
載の研磨装置。
（６）下定盤の下部に、冷却装置を設けたことを特徴と
する特許請求の範囲第１、２、３、４または５項記載の
研磨装置。