TWI604918B - 薄板狀工件之研磨方法及雙面平面磨床 - Google Patents

Description

薄板狀工件之研磨方法及雙面平面磨床

本發明係關於對矽晶圓等之薄板狀工件進行研磨時所使用的薄板狀工件之研磨方法及雙面平面磨床。

於使用橫軸雙面平面磨床對矽晶圓等之薄板狀工件進行研磨時，一面使藉由左右一對之靜壓研磨墊以非接觸方式靜壓支撐的工件繞其中心旋轉，一面藉由繞橫軸旋轉之左右一對研磨砂輪研磨迄至既定的完工厚度為止。

關於可旋轉自如地支撐工件之支撐方式，有直接接觸於工件之外周地支撐的直接接觸支撐方式(專利文獻1、2)、及透過載具、載具環支撐工件之載具支撐方式(專利文獻3)，另外，直接接觸支撐方式有輥支撐方式(專利文獻1)及帶支撐方式(專利文獻2)。

輥支撐方式(專利文獻1)係建構成：藉由複數個支撐輥將圓板狀之工件的外周支撐成沿圓周方向旋轉自如，並藉由其中任一支撐輥使工件繞中心旋轉。帶支撐方式(專利文獻2)係建構成：藉由二組支撐帶將圓板狀之工件的外周支撐成沿圓周方向旋轉自如，並藉由此支撐帶使工件繞中心旋轉。

載具支撐方式(專利文獻3)係於外周被固定在載具環上之薄板狀的載具之裝設孔裝設工件，將載具環藉由於其外周大致等分地配置之複數個支撐輥進行接觸並支撐，且藉由嚙合於載具環之內周側的環形齒輪之驅動齒輪，透過載具環、載具而使工件繞中心旋轉。

先前技術 專利文獻

專利文獻1 日本國特開平10-175144號公報

專利文獻2 日本國特開平10-156681號公報

專利文獻3 日本國特開2005-205528號公報

以往的直接接觸支撐方式係以支撐輥或支撐帶直接支撐工件之外周，藉由此支撐輥或支撐帶驅動工件使之旋轉，因此，具有無法於高精度地研磨薄板狀之工件的情況下採用之問題。

另一方面，載具支撐方式為，使用外周被固定於載具環之薄板狀的載具，於其裝設孔內嵌入工件的狀態下，驅動藉由外周之支撐輥所支撐之載具環使之旋轉，所以，與直接接觸支撐方式相比較，具有可高精度地研磨薄片狀之工件的優點。但是，以往的載具支撐方式係採用將此載具環藉由於其外周大致等分地配置之複數個支撐輥進行接觸支撐的接觸支撐方式，所以具有以下之問題。

即為：以往藉由複數個支撐輥以挾入導環之方式接觸支撐，各支撐輥之振動傳遞給載具環且被合成，因而具有因其組合而造成工件的旋轉精度惡化之問題。另外，若支撐輥之支軸的安裝精度、尤其是相對於載具環之旋轉中心的平行度有不良的話，會有使得旋轉以外之力被傳遞給載具環，而造成載具環與工件發生傾斜等之問題。

另外，支撐輥係有使用對載具環不容易造成損傷、且不會滑動而可確實地支撐載具環之將高硬度聚氨酯等之樹脂材注塑成型且以機械加工作精加工而成者的情況，但於此情況下，因支撐輥係樹脂製，所以有以下之問題。亦即，具有難以穩定地作出支撐輥所要求之真圓度，另外，隨著時間之推移，容易引起支撐輥之品質劣化，更容易造成支撐輥之摩擦損耗等的問題。

本發明係有鑒於此種先前技術之問題點，其目的在於提供一種薄板狀工件之研磨方法及雙面平面磨床，其可減少施加於載具環之外力的影響，提高工件之研磨精度，並且不會產生摩擦等之問題，可長時間維持良好之研磨精度。

本發明之薄板狀工件之研磨方法，係於藉由一對靜壓研磨墊非接觸式地靜壓支撐裝設於載具之薄板狀工件，一面透過該載具使該工件旋轉，一面藉由一對研磨砂輪對該工件之兩面進行研磨時，藉由複數個靜壓載具導引件於圓周方向非接觸式地靜壓支撐該載具之外周的載具環。

本發明之雙面平面磨床，係藉由一對靜壓研磨墊非接觸式地靜壓支撐裝設於載具之薄板狀工件，一面透過該載具使該工件旋轉，一面藉由一對研磨砂輪對該工件之兩面進行研磨，該雙面平面磨床係於圓周方向具有複數個非接觸式地靜壓支撐該載具之外周的載具環之靜壓載具導引件。

亦可為該載具環具有圓筒面狀之外周面，且接近該外周面大致等分地配置該各靜壓載具導引件。該靜壓載具導引件亦可固定。另外，該靜壓載具導引件亦可浮動。

亦可為藉由與該載具環之旋轉中心大致平行的浮動軸樞支該各靜壓載具導引件，在該各靜壓載具導引件上具備靜壓穴，其在該載具環之旋轉方向上相對於該浮動軸呈大致對稱，且朝與該載具環之外周面之間供給靜壓流體。

亦可具備：支撐臂，其藉由與該載具環之旋轉中心大致平行的樞軸可擺動自如地樞支，且可朝遠離或接近該載具環之方向移動地支撐至少一部分之該靜壓載具導引件；驅動機構，其使該支撐臂繞該樞軸轉動；及止動機構，其使該支撐臂停止於既定位置。

該靜壓載具導引件亦可變更為固定狀態及繞與該載具環之旋轉中心大致平行的浮動軸浮動之浮動狀態。

亦可具備在該載具環之外周大致等分地配置的3個以上之該靜壓載具導引件，且具備間隙調整機構，其在該載具環之大致直徑方向對該3個以上之靜壓載具導引件中至少一個該靜壓載具導引件的位置進行調整，從而調整該3個以上之靜壓載具導引件的靜壓面與該載具環之外周面的間隙。

根據本發明，藉由靜壓載具導引件靜壓支撐載具環，所以，具有可減少施加於載具環之外力的影響，提高工件之研磨精度，並且不會產生摩擦等之問題，可長期間地維持良好之研磨精度的優點。

以下，參照圖式，針對本發明之各實施形態詳細進行說明。圖面乃例示採用本發明之臥式雙面平面磨床。此臥式雙面平面磨床，如第1、第2圖所示，具有：左右一對之靜壓研磨墊1，其等左右相對向地配置且以非接觸方式靜壓支撐薄板狀工件W；左右一對之研磨砂輪3，其等與各靜壓研磨墊1之缺口部2對應，可繞左右方向之研磨砂輪軸旋轉自如地配置，且朝切入軸之軸心方向移動，對藉由靜壓研磨墊1支撐之工件W的左右兩側面進行研磨；載具4，其使所裝設之工件W在藉由靜壓研磨墊1保持之狀態下繞切入軸之軸心旋轉；載具環5，其支撐載具4之外周；及複數個靜壓載具導引件6a,6b，其等在載具環5之外周大致等分地配置，且將載具環5自外周以非接觸方式靜壓支撐成可旋轉自如。

各靜壓研磨墊1係建構成：配置於可朝切入軸之軸心方向移動之左右一對的活動台8之對向端側，且可於保持工件W之前進位置及自工件W退避的退避位置之間沿切入軸方向自由移動，並在前進位置透過朝與工件W對向之靜壓面側供給之靜壓水等的靜壓流體，以非接觸方式靜壓支撐工件W。

載具4係比工件W之完工尺寸還薄的薄板狀之圓板，且具有呈大致同心圓狀之裝設孔9，可供工件W拆卸自如地裝設。如第1至第4圖所示，載具4係藉由在其外周呈大致同心狀配置之載具環5及固定於載具環5內且將載具4之外周朝載具環5側按壓之壓環10所支 撐。載具環5係相對於載具4之旋轉中心大致同心狀地具有形成為圓筒面狀之外周面12，另外，軸心方向之兩側的端面係與靜壓研磨墊1之靜壓面外周側的台階部11隔著間隙而相對向。由載具4、載具環、壓環10構成載具機構7，工件W之存取等係與此載具機構7成一體地存取。

又，載具環5係採用薄璧且容易提高真圓度之氧化鋁等的陶瓷材料，但亦可為不鏽鋼等之金屬製。於壓環10之內周設有環形齒輪13，藉由嚙合於此環形齒輪13之驅動齒輪14，旋轉驅動含有載具4、載具環5之載具機構7。

各靜壓載具導引件6a,6b係裝設在與一活動台8之載具4對向的對向端側，且於載具環5的外周沿圓周方向大致等分地配置3個以上。例如，於本實施形態中，大致四等分地配置4個靜壓載具導引件6a,6b，如第3、第4、第6圖所示，此各靜壓載具導引件6a,6b係透過浮動軸15a,15b樞接於活動台8，並透過固定機構16a,16b、限制機構17a,17b，以可變更為固定狀態及浮動狀態的方式裝設。

如第7及第8圖所示，各靜壓載具導引件6a,6b係於載具環5之在旋轉方向(以下，簡稱為旋轉方向)的大致中央形成有供浮動軸15a,15b插通之軸孔20，並設有配置於軸孔20之兩側的2個銷孔21、與載具環5之外周面12相隔微小間隙而對向之靜壓面22、設於此靜壓面22側之2個靜壓穴23、及配置於2個靜壓穴23間之 逃逸槽24。浮動軸15a,15b、銷孔21、軸孔20係與載具環5之旋轉軸心及切入軸大致平行，銷孔21係於旋轉方向之兩側相對於軸孔20大致對稱地配置。

各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22，係沿載具環5之外周面12形成為圓弧狀，且與載具環5之外周面12之間相隔微小之間隙(例如，10~30μm)而於直徑方向相對向。靜壓穴23係用以朝靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5之外周面12之間供給靜壓水等的靜壓流體者，其由從靜壓面22凹入且在旋轉方向具有較長長度的凹部所構成，且於旋轉方向的兩側相對於浮動軸15a,15b、軸孔20大致對稱地配置。各靜壓穴23係自內部之連通孔25透過靜壓面22相反側之可撓性軟管26等連接至靜壓流體之供給源29。

各靜壓載具導引件6a,6b中的與載具環5之直徑方向相對向的2個靜壓載具導引件6a,6b，如第9圖所示，係透過同一回路27連接於靜壓流體之供給源29。又，於各回路27裝設有壓力調整閥30、流量計31，藉由這些裝置來管理壓力及流量。

如第3、第4、第6圖所示，上側的2個靜壓載具導引件6a,6b係裝設於藉由樞軸33可擺動自如地樞接於活動台8上之支撐臂34，於拆裝載具機構7時，藉由驅動機構19使支撐臂34繞樞軸33擺動，以使上側之靜壓載具導引件6a朝遠離或接近載具環5之方向移動。樞軸33係與浮動軸15a大致平行。

於支撐臂34之一端側，且於收容部35內裝設有靜壓載具導引件6a，於另一端連結有構成驅動機構19之缸體36。如第4、第6圖所示，收容部35係沿載具環5之直徑方向貫通地設於支撐臂34之側壁35a,35b之間，於此收容部35內收容有靜壓載具導引件6a，靜壓載具導引件6a係藉由貫通此收容部35兩側之側壁35a,35b而插通於支撐臂34的浮動軸15a所樞支。收容部35內之靜壓載具導引件6a，如第3、第6圖所示，係藉由固定機構16a而能以適宜角度固定於支撐臂34上，另外於解除固定機構16a時，可於藉由控制機構17a所限制之浮動範圍內浮動。

固定機構16a係具有壓入於靜壓載具導引件6a之一個銷孔21內的固定銷39及具有供固定銷39可移除地嵌入的銷孔38b且可拆裝自如地裝設於支撐臂34的側面之固定支架38。固定支架38係藉由基部側之固定螺栓40可拆裝自如地樞接於支撐臂34上，且可藉由貫通此長孔38a而螺合於支撐臂34側之調整螺栓41繞固定螺栓40調整角度。銷孔38b係設於固定支架38之前端部，可移除地嵌入自如的固定銷39係嵌合於此銷孔38b內。控制機構17a係由靜壓載具導引件6a之另一個銷孔21及貫通收容部35且插通於銷孔21之限制銷42所構成，於限制銷42與銷孔21之間設有相當於浮動範圍之間隙。

缸體36係介設於支撐臂34之連結銷44與活動台8的樞支銷45之間，使支撐臂34繞樞軸33擺動，以使靜壓載具導引件6a朝遠離或接近載具環5之方向(大致直 徑方向)移動。於支撐臂34之一端側設有使支撐臂34停止於既定位置之止動機構47。

如第3、第6圖所示，止動機構47係具有固定於活動台8之抵接部48及可調整地螺合於支撐臂34的一端側之螺旋式止動器49，藉由調整止動器49，使得載具環5之直徑方向兩側的靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22間的間隔變化，可調整間隙，使載具環5能位於此兩靜壓載具導引件6a,6b之間的大致中央處。藉此，止動機構47可兼用作調整靜壓載具導引件6a之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙的間隙調整機構。

如第3、第5、第10、第11圖所示，下側的2個靜壓載具導引件6b係透過包含有浮動軸15b、固定支架50之固定機構16b(參照第3、第5、第10圖)及限制機構17b(參照第11圖)，可變更地裝設成固定狀態及浮動狀態。

浮動軸15b係固定於活動台8上。固定支架50係裝設成長度方向之一端側可相對於浮動軸15b作表裏翻轉且可繞浮動軸15b調整角度，另外，於另一端側設有固定孔53及比此固定孔53更大徑之浮動凹部54。靜壓載具導引件6b係藉由浮動軸15b樞支，於另一銷孔21內壓入卡合銷55。卡合銷55之朝固定支架50側的突出量，係在使浮動凹部54朝向靜壓載具導引件6b側時，不會卡合於固定孔53之程度。

如第3、第5、第10圖所示，固定靜壓載具導引件6b時之固定機構16b，係由卡合銷55及固定支架50之 銷孔21所構成，藉由將卡合銷55插入銷孔21內，用以固定靜壓載具導引件6b。

另外，限制靜壓載具導引件6b之浮動範圍的限制機構17b，如第1圖所示，係由卡合銷55及固定支架50之浮動凹部54所構成，且建構成在卡合銷55進入浮動凹部54時兩者的間隙與靜壓載具導引件6b之浮動範圍對應。

於固定支架50之一端側設有把持浮動軸15b之基部的切開狀的把持部56、及緊固此把持部56之緊固螺栓57，固定支架50係可相對於浮動軸15b作角度調整。又，固定孔53、浮動凹部54係在固定支架50之長度方向形成較長，俾能繞浮動軸15b對固定支架50進行角度調整。

於工件W之研磨時，藉由一對靜壓研磨墊1自左右兩側以非接觸方式靜壓支撐被裝設於載具4之工件W，並從在載具環5之外周大致四等分配置的各靜壓載具導引件6a,6b的靜壓穴23朝載具環5之外周面12供給靜壓流體，藉由各靜壓載具導引件6a,6b並透過靜壓流體以非接觸方式靜壓支撐載具環5，藉由驅動齒輪14且透過內部齒輪13驅動載具環5，使裝設於載具4之工件W繞其旋轉軸心旋轉，並藉由一對研磨砂輪3將工件W之兩面研磨迄至既定的完工尺寸為止。

根據上述，可藉由外周之靜壓載具導引件6a,6b以非接觸方式靜壓支撐載具環5。亦即，於載具環5之外周面12間有被供給源自各靜壓載具導引件6a,6b的靜壓流體，從而可藉由此各靜壓載具導引件6a,6b透過靜壓 流體自外周側以非接觸方式靜壓支撐載具環5。另一方面，在與載具環5之兩端面之間，與以往相同地有被供給源自各靜壓研磨墊1之靜壓流體，而可藉由各靜壓研磨墊1透過靜壓流體以非接觸方式靜壓支撐。

因此，載具環5之外周及兩端面均被以非接觸方式靜壓支撐，相較於藉由導輥支撐載具環5之習知的接觸支撐方式，於研磨周期中自載具環5透過載具4所施加於工件W上之外力減少，可改善工件W之旋轉精度(主要為外周振動)。因此，可提高工件W之研磨精度。

而且，因為是藉由各靜壓載具導引件6a,6b透過靜壓流體以非接觸方式且旋轉自如地靜壓支撐載具環5，所以，不會有像在接觸支撐方式之情況時的構件相互接觸而造成之摩擦損耗等的問題，可半永久性地維持良好之旋轉精度。因此，可防止因摩擦損耗等所引起之工件W的研磨精度惡化、保養工時之增加、消耗品的費用之發生等。

另外，於載具環5之外周大致呈四等分配置的各靜壓載具導引件6a,6b中，配置於載具環5的直徑方向兩側之靜壓載具導引件6a,6b，如第3圖所示，連接於靜壓流體之壓力及流量非常大的同一回路27上，所以，於靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間的間隙發生變動時，欲將同一回路27內之壓力集中之力發生作用，由於載具環5欲保持在固定位置，從而可獲得穩定之旋轉精度。

亦即，因不明之原因使對向之一對靜壓載具導引件6a,6b的壓力平衡發生破壞，例如，於下側之靜壓載具導引件6b與載具環5之間隙變窄的情況下，此靜壓載具導引件6b之靜壓穴23內的壓力上昇。反之，上側之靜壓載具導引件6a與載具環5之間隙變寬，則此靜壓載具導引件6a之靜壓穴23內的壓力降低。因此，載具環5係藉由兩靜壓載具導引件6a,6b之靜壓穴23的壓力差，以兩靜壓載具導引件6a,6b間之間隙均等的方式移動，從而確保在固定位置上。

載具環5之外周面12係相對於載具4之旋轉中心呈大致同心狀的圓筒面，且為無靜壓流體之壓力逃出的槽等的形狀，靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22係相隔微小之間隙而接近於此載具環5之外周面12，所以，可藉由靜壓流體穩定性佳地支撐載具環5，可獲得載具環5之穩定的旋轉精度。而且，於各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22，沿載具環5之旋轉方向具有2個靜壓穴23，且成為以中間之逃逸槽24所半分之構成，所以，能以各靜壓載具導引件6a,6b的單體，使載具環5之旋轉方向兩側的靜壓流體之壓力保持平衡。

於載具機構7之拆裝時，藉由缸體36使支撐臂34如第3圖之虛線所示沿第3圖之a箭頭所示方向繞樞軸33擺動，以使上側之2個靜壓載具導引件6a朝載具環5之直徑方向離開。另外，於載具環5進入既定位置後，藉由缸體36使支撐臂34朝a箭頭所示相反方向繞樞軸33轉動。然後，當上側之靜壓載具導引件6a之靜壓面 22與載具環5的外周面12達到既定間隙時，止動器49抵接於抵接部48，從而限制支撐臂34之轉動。

如此，藉由缸體36驅動支撐臂34而使上側之靜壓載具導引件6a移動，使得配置於載具環5之直徑方向兩側的一對靜壓載具導引件6a,6b間的間隔發生變化，所以，可容易進行載具環5之進出，並可容易達成自動化。

另外，藉由調整止動機構47之螺旋式止動器49所抵接於抵接部48之位置，可任意地調整各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12的間隙。亦即，藉由調整止動器49，止動器49所抵接於抵接部48時之支撐臂34的位置變化，使得載具環5直徑方向兩側之靜壓載具導引件6a的靜壓面22間之間隔變化。另外，於自載具環5之直徑方向兩側的靜壓載具導引件6a,6b朝載具環5之外周供給靜壓流體時，載具環5位於兩靜壓載具導引件6a,6b間之大致中央，載具環5之外周面12與兩側之靜壓載具導引件6a的靜壓面22間之間隔大致一致。藉此，可根據載具環5之直徑方向兩側之靜壓載具導引件6a,6b的靜壓面22間之間隔，調整各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12間之間隔。

各靜壓載具導引件6a,6b係可變更為固定狀態及浮動狀態，藉由依需要改變程序，可適宜地區別使用。例如，於載具環5之真圓度高且可確實地靜壓支撐載具環5之情況下，可將各靜壓載具導引件6a,6b設為固定狀態，另外，於載具環5之真圓度低的情況下，可將各靜 壓載具導引件6a,6b設為浮動狀態。另外，亦可將下側之2個靜壓載具導引件6b固定，將上側之2個靜壓載具導引件6a設為浮動狀態。

第3、第6圖顯示固定各靜壓載具導引件6a,6b之狀態。於將上側之靜壓載具導引件6a固定的情況下，如第3、第5、第6、第10圖所示，將靜壓載具導引件6a之固定銷39插入固定支架38的銷孔38b，並以固定螺栓40將固定支架38樞接於支撐臂34上。於此狀態下，當於長孔38a之範圍內使固定支架38繞固定螺栓40轉動時，則靜壓載具導引件6a繞浮動軸15a轉動，於浮動軸15a之兩側，靜壓載具導引件6a之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙變化，所以，於浮動軸15a之兩側，只要於此間隙大致均等的位置旋緊固定調整螺栓41即可。

又，靜壓載具導引件6a之固定時的調整量，通常在與銷孔21之限制銷42的間隙之範圍內，所以，限制銷42只要維持插通於銷孔21之狀態即可。另外，靜壓載具導引件6a之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙的大小，可藉由止動機構47適宜地調整。

於將下側之靜壓載具導引件6b固定的情況下，如第5、第10圖所示，將卡合銷55插入靜壓載具導引件6b與固定支架50的固定孔53內，於浮動軸15b之兩側，以靜壓載具導引件6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙大致均等的方式，繞浮動軸15b調整固定支架50的角度後，栓緊緊固螺栓57而將固定支架50固定於 浮動軸15b上。藉此，下側之靜壓載具導引件6b成為固定狀態。

如此，即使於固定各靜壓載具導引件6a,6b之情況下，因於各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22具有2個靜壓穴23，且自此各靜壓穴23朝載具環5的外周面12供給靜壓流體，所以，可透過靜壓流體靜壓支撐載具環5。另外，因各靜壓載具導引件6a,6b為固定狀態，所以，可防止載具環5之鬆動，確實地靜壓支撐載具環5。

於將上側靜壓載具導引件6a設為浮動狀態之情況下，只要拆下固定支架38，靜壓載具導引件6a之固定銷39即從固定支架38的銷孔38b脫離，所以，可解除固定機構16a對靜壓載具導引件6a之固定。藉此，可在限制銷42與銷孔21之間隙的範圍內，使靜壓載具導引件6a繞浮動軸15a浮動。

另外，於將下側之靜壓載具導引件6b設為浮動狀態之情況下，如第11圖所示，使固定支架50翻轉，於限制機構17b之範圍內可浮動地裝設靜壓載具導引件6b。首先，最初將靜壓載具導引件6b自浮動軸15b拆下，使固定支架50表裏翻轉後裝設於浮動軸15b上。接著，將靜壓載具導引件6b嵌套於浮動軸15b，使卡合銷55卡合於固定支架50之浮動凹部54內。

然後，於浮動軸15b之兩側，以靜壓載具導引件6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙大致均等的方式，繞浮動軸15b調整固定支架50且利用緊固螺栓57固定。藉此，可於卡合銷55與浮動凹部54之間隙的範圍內，使靜壓載具導引件6b繞浮動軸15b浮動。

如此，於可浮動地設置各靜壓載具導引件6a,6b之後，當自各靜壓載具導引件6a,6b之靜壓穴23朝載具環5的外周面12供給靜壓流體時，可透過此靜壓流體靜壓支撐載具環5。另外，於浮動軸15a,15b之兩側，於靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙產生有差異時，以浮動軸15a,15b之兩側的間隙大致一致之方式，使靜壓載具導引件6a,6b繞浮動軸15a,15b浮動。因此，可預先防止靜壓載具導引件6a,6b與載具環5的接觸。又，因為具有限制靜壓載具導引件6a,6b之浮動範圍的限制機構17a,17b，所以，可防止靜壓載具導引件6a,6b之繞浮動軸15a,15b的不穩定之擺動等。

除了可將各靜壓載具導引件6a,6b全部設為固定狀態或浮動狀態而予使用以外，還可例如將下側之2個靜壓載具導引件6b固定，使裝設於支撐臂34上之上側的2個靜壓載具導引件6a繞浮動軸15a,15b浮動而予使用。於此情況下，可一面容易地進行載具環5的拆裝作業，一面減小靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙，從而可穩定地靜壓支撐載具環5。

亦即，於將上側之靜壓載具導引件6a裝設於繞樞軸33轉動的支撐臂34上的情況下，若將此靜壓載具導引件6a固定於支撐臂34上的話，因誤差之累積等恐有靜壓載具導引件6a與載具環5接觸之虞，使得減小靜壓載具導引件6a,6b與載具環5之間隙變得困難。但是，藉 由可浮動地將靜壓載具導引件6a裝設於支撐臂43上，可一面減小靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5的外周面12之間隙，一面藉由上側之靜壓載具導引件6a的浮動來防止與載具環5的接觸。

順便一提，於使用陶瓷製之載具環5，針對本發明之非接觸支撐方式與先前技術之支撐輥的接觸支撐方式進行驗證的結果，於本發明之非接觸支撐方式中，與先前技術之接觸支撐方式比較，可將載具環5之外周振動抑制為1/5程度。第12圖顯示載具環5之真圓度的測量結果。第13圖顯示先前技術之接觸支撐方式的情況，第14圖顯示本發明之非接觸支撐方式的情況下的各載具環5之外周振動的測量結果。

如第12圖所示，載具環5係使用外周真圓度約為5μm(實測值為4.5μm)之陶瓷製，並對先前技術之接觸支撐方式及本發明之非接觸支撐方式的各方式中之載具環5之外周振動進行了測量。於先前技術之接觸支撐方式的情況下，如第13圖所示，外周振動之測量值約為15μm，當自此數值減去載具環5之外周真圓度(約為5μm)時，外周振動約為10μm。相對於此，如第14圖所示，非接觸支撐方式之情況下的振動之測量值約為7μm，當自此數值減去載具環5之外周真圓度(約為5μm)時，外周振動約為2μm。

經上述驗證可知，於本發明之非接觸支撐方式中，與先前技術之接觸支撐方式比較，可將載具環5之外周振動抑制為1/5程度。因此，載具環5之旋轉精度，透 過載具4直接傳遞至連接於其內周的工件W，且作用於研磨周期中由一對研磨砂輪4挾入而固定之工件W的研磨點，而立即對工件W之研磨產生影響，但藉由採用本發明之非接觸支撐方式，可減小載具環5之外周振動的影響，可獲得工件W之穩定的研磨精度。

以上，針對本發明之實施形態詳細地進行了說明，但本發明不受此實施形態所限制，只要在未超出本發明之實質範圍內，即可作各種之變更。例如，於實施形態中，可將各靜壓載具導引件6a,6b變更為固定狀態與浮動狀態，但亦可將所有之靜壓載具導引件6a,6b設為固定式或浮動式，亦可將下側之複數個靜壓載具導引件6b設為固定式，將上側之複數個靜壓載具導引件6a設為浮動式。

以靜壓載具導引件6a,6b係大致等分配置於載具環5之外周較為適宜，但只要能藉由複數個靜壓載具導引件6a,6b靜壓支撐載具環5，並不需要大致等分配置。另外，於大致等分地配置靜壓載具導引件6a,6b之情況下，靜壓載具導引件6a,6b只要為3個以上即可。另外，於靜壓載具導引件6a,6b為3個之情況下，例如，於下側配置2個靜壓載具導引件6b，並將上側之1個靜壓載具導引件6a可移動地設於載具環5之直徑方向。

於靜壓載具導引件6a,6b的靜壓面22沿旋轉方向相對於浮動軸15a,15b大致對稱地設置靜壓穴23之情況下，可像實施形態所例示那樣於旋轉方向分半進行配置，亦可於旋轉方向連續狀地設置1個較長的靜壓穴 23。驅動支撐臂34之驅動機構19，除可為缸體36外，亦可藉由馬達構成，藉由馬達透過螺桿或齒輪來驅動支撐臂34。

於使靜壓載具導引件6a,6b朝遠離或接近載具環5之方向移動的情況下，亦可於活動台8設置載具環5之大致直徑方向的導引機構，沿此導引機構可移動自如地設置靜壓載具導引件6a,6b。另外，於實施形態中，係設為將使支撐臂34停止於既定位置之止動機構47及調整靜壓載具導引件6a,6b之靜壓面22與載具環5之外周面12的間隙之間隙調整機構兼並使用，但兩者亦可分開設置。

可將所有之靜壓載具導引件6a,6b經由同一回路27連接於靜壓流體之供給源29，亦可將各靜壓載具導引件6a,6b透過個別獨立之壓力控制電路連接於供給源29。又，於實施形態中，雖例示了臥式平面磨床，但立式亦可同樣實施。另外，只要工件W為薄板狀者，不限任何之工件。

W‧‧‧工件

1‧‧‧靜壓研磨墊

2‧‧‧缺口部

3‧‧‧研磨砂輪

4‧‧‧載具

5‧‧‧載具環

6a,6b‧‧‧靜壓載具導引件

7‧‧‧載具機構

8‧‧‧活動台

9‧‧‧裝設孔

10‧‧‧壓環

11‧‧‧台階

12‧‧‧外周面

13‧‧‧環形齒輪

14‧‧‧驅動齒輪

15a,15b‧‧‧浮動軸

16a,16b‧‧‧固定機構

17a,17b‧‧‧限制機構

19‧‧‧驅動機構

20‧‧‧軸孔

21‧‧‧銷孔

22‧‧‧靜壓面

23‧‧‧靜壓穴

24‧‧‧逃逸槽

25‧‧‧連通孔

26‧‧‧可撓性軟管

27‧‧‧回路

29‧‧‧供給源

30‧‧‧壓力調整閥

31‧‧‧流量計

33‧‧‧樞軸

34‧‧‧支撐臂

35‧‧‧收容部

35a‧‧‧側壁

36‧‧‧缸體

38‧‧‧固定支架

38a‧‧‧長孔

38b‧‧‧銷孔

39‧‧‧固定銷

40‧‧‧固定螺栓

41‧‧‧調整螺栓

42‧‧‧限制銷

44‧‧‧連結銷

45‧‧‧樞支銷

47‧‧‧止動機構(間隙調整機構)

48‧‧‧抵接部

49‧‧‧止動器

50‧‧‧固定支架

53‧‧‧固定孔

54‧‧‧浮動凹部

55‧‧‧卡合銷

56‧‧‧把持部

57‧‧‧緊固螺栓

第1圖為顯示本發明之一實施形態的臥式雙面平面磨床之概略側視圖。

第2圖為同概略剖視圖。

第3圖為同主要部分之放大側視圖。

第4圖為同上側之靜壓載具導引件的支撐部之放大剖視圖。

第5圖為同靜壓載具導引件之固定狀態的剖視圖。 第6圖為沿同第3圖之X-X線所作之剖視圖。

第7圖為同靜壓載具導引件之剖視圖。

第8圖為同靜壓載具導引件之仰視圖。

第9圖為同靜壓載具導引件之靜壓回路圖。

第10圖為沿同第3圖之Y-Y線所作之剖視圖。

第11圖為同靜壓載具導引件之浮動狀態的剖視圖。

第12圖為載具環之真圓度的測量結果之示意圖。

第13圖為以先前技術之接觸支撐方式所支撐的載具環之外周振動的測量結果之示意圖。

第14圖為以本發明之非接觸支撐方式所支撐的載具環之外周振動的測量結果之示意圖。

W‧‧‧工件

2‧‧‧缺口部

3‧‧‧研磨砂輪

4‧‧‧載具

5‧‧‧載具環

6a,6b‧‧‧靜壓載具導引件

7‧‧‧載具機構

9‧‧‧裝設孔

10‧‧‧壓環

12‧‧‧外周面

14‧‧‧驅動齒輪

15a,15b‧‧‧浮動軸

16a,16b‧‧‧固定機構

17a‧‧‧限制機構

19‧‧‧驅動機構

21‧‧‧銷孔

22‧‧‧靜壓面

23‧‧‧靜壓穴

24‧‧‧逃逸槽

33‧‧‧樞軸

34‧‧‧支撐臂

35‧‧‧收容部

35a‧‧‧側壁

36‧‧‧缸體

38‧‧‧固定支架

38a‧‧‧長孔

38b‧‧‧銷孔

39‧‧‧固定銷

40‧‧‧固定螺栓

41‧‧‧調整螺栓

42‧‧‧限制銷

44‧‧‧連結銷

45‧‧‧樞支銷

47‧‧‧止動機構(間隙調 整機構)

48‧‧‧抵接部

49‧‧‧止動器

50‧‧‧固定支架

53‧‧‧固定孔

54‧‧‧浮動凹部

55‧‧‧卡合銷

56‧‧‧把持部

57‧‧‧緊固螺栓

Claims (9)

1. 一種薄板狀工件之研磨方法，其特徵為：於藉由一對靜壓研磨墊以非接觸方式靜壓支撐被裝設於載具之薄板狀工件，一面透過該載具使該工件旋轉，一面藉由一對研磨砂輪對該工件之兩面進行研磨時，藉由複數個靜壓載具導引件於圓周方向以非接觸方式靜壓支撐以大致同心圓狀配置於該載具之外周側的載具環之外周面。
2. 一種雙面平面磨床，係藉由一對靜壓研磨墊以非接觸方式靜壓支撐被裝設於載具之薄板狀工件，一面透過該載具使該工件旋轉，一面藉由一對研磨砂輪對該工件之兩面進行研磨，該雙面平面磨床之特徵為：於圓周方向具有複數個以非接觸方式靜壓支撐以大致同心圓狀配置於該載具之外周側的載具環之外周面的靜壓載具導引件。
3. 如申請專利範圍第2項之雙面平面磨床，其中該載具環具有圓筒面狀之外周面，且使該各靜壓載具導引件接近該外周面地大致等分地作配置。
4. 如申請專利範圍第2項之雙面平面磨床，其中該靜壓載具導引件係固定。
5. 如申請專利範圍第2項之雙面平面磨床，其中該靜壓載具導引件係可浮動。
6. 如申請專利範圍第2至5項中任一項之雙面平面磨床，其中藉由與該載具環之旋轉中心大致平行的浮動軸樞支各該靜壓載具導引件，在各該靜壓載具導引件上，在該載具環之旋轉方向上相對於該浮動軸以大致 對稱的方式具備朝與該載具環之外周面之間供給靜壓流體的靜壓穴。
7. 如申請專利範圍第6項之雙面平面磨床，其中具備：支撐臂，其藉由與該載具環之旋轉中心大致平行的樞軸樞支成可擺動自如，且將至少一部分之該靜壓載具導引件支撐成可朝遠離或接近該載具環之方向移動；驅動機構，其使該支撐臂繞該樞軸轉動；及止動機構，其使該支撐臂停止於既定位置。
8. 如申請專利範圍第6項之雙面平面磨床，其中該靜壓載具導引件係可變更為固定狀態及繞與該載具環之旋轉中心大致平行的浮動軸浮動之浮動狀態。
9. 如申請專利範圍第8項之雙面平面磨床，其中具備在該載具環之外周大致等分地配置的3個以上之該靜壓載具導引件，且具備間隙調整機構，其在該載具環之大致直徑方向對該3個以上之靜壓載具導引件中至少一個該靜壓載具導引件的位置進行調整，從而對該3個以上之靜壓載具導引件調整靜壓面與該載具環之外周面的間隙。