WO2009125835A1 - 研磨装置、研磨補助装置、および研磨方法 - Google Patents

Abstract

　本発明の研磨装置（１）は、回転軸部（５）と、回転軸部（５）上に設けられ、その上面にワーク（３０）を保持する回転テーブル（６）と、回転テーブル（６）の回転方向と逆方向に回転自在にかつ昇降自在に支持された回転砥石（３）と、回転軸部（５）の周囲に配設されたドレス砥石設置部（１０）と、ドレス砥石設置部（１０）に固定され、その研磨面が、回転砥石（３）の研磨面と対向するように配設されたドレス砥石（１１）とを有し、回転テーブル（６）及び回転砥石（３）を互いに逆方向に回転させつつ、回転砥石（３）の表面をワーク（３０）の表面に接触させることによって、ワークを研磨するとともに、これと並行して、回転している回転砥石（３）の研磨面をドレス砥石（１１）の研磨面に接触させることによって、回転砥石（３）をドレス処理する。

Description

研磨装置、研磨補助装置、および研磨方法

　本発明は、研磨装置、研磨補助装置、および研磨方法に関するものである。
　本願は、２００８年４月１０日に、日本に出願された特願２００８－１０２８７３号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　ワークに対して相対回転する回転砥石をワークの表面に押し当て、ワークを所定の厚さまで研磨する研磨方法が知られている。この研磨方法に用いられる従来の研磨装置の一例を図４に示す。
　この研磨装置１０１は、ワーク保持部１０２と、ワーク２００を研磨する回転砥石１０３とを有している。
　ワーク保持部１０２は、円筒状の回転軸部１０４と、回転軸部１０４の上部に回転可能に支持された回転テーブル１０５とを有している。
　回転テーブル１０５は、その上面がワーク２００を保持するワーク保持面１０６とされており、図示しない回転駆動機構によって図中矢印ａ方向に回転駆動される。回転テーブル１０５が回転駆動されることにより、ワーク保持面１０６に保持されたワーク２００が回転テーブル１０５の回転軸を中心に公転する。

　回転砥石１０３は、回転可能に支持された砥石保持具１０７と、砥石保持具１０７に保持された砥石１０８を有し、砥石１０８の表面が、ワーク保持面１０６と対向するように配設されている。
　また、この回転砥石１０３は、図示しない回転駆動機構によって、回転テーブル１０５の回転方向と逆方向（図中矢印ｂ方向）に回転駆動されるとともに、昇降操作機構によって、ワーク保持面１０６から離間した位置（初期位置）と、砥石１０８がワーク２００の表面と接触する位置（研磨位置）との間を移動操作される。
　このような研磨装置１０１では、回転テーブル１０５及び回転砥石１０３を、互いに逆方向に回転駆動しつつ、回転砥石１０３を下方に移動操作し、砥石１０８の表面をワーク２００の表面に押し当てると、ワーク２００の表面が砥石１０８によって摺動され、ワーク２００の表面が研磨される。

　また、この種の研磨装置として、研磨工具または研磨工具を回転駆動させる工具回転駆動部と、前記工具回転駆動部の回転軸と平行に回転するワークを保持するワーク保持部と、工具回転駆動部とワーク保持部をそれらの回転軸方向に相対接近あるいは後退させる軸方向駆動部と、制御部を備え、前記ワークを前記工具に押し当てて前記ワークを平面仕上加工する研磨装置において、前記工具回転駆動部またはワーク保持部の回転軸が、前記軸方向駆動部による駆動をガイドする駆動基準面の面内に位置している研磨装置が知られている。（特許文献１参照）
　更に、この種の装置として他に、水平回転自在に回転テーブルを設置し、支柱状のコラムに支持されて上下自在に回転砥石を設けた研削装置（特許文献２参照）、あるいは、バキューム吸着機構を備えたカップホイール型の研削砥石を備えた平面研削装置が知られている。（特許文献３参照）
特開２００７－２１００７４号公報 特開平１０－０５８３２０号公報 特開平０５－０７７１４７号公報

　しかしながら、上述のような研磨装置１０１では、ワーク２００から削り取られた研磨粉が、砥石１０８に目詰まりを生じさせ、砥石１０８の研磨性能を低めたり、ワーク２００にダメージを与えたりする等の問題が生じている。特に、ワークがサファイア基板やＳｉＣ基板の場合、その研磨粉が粘性を有するため、回転砥石の目詰まりを生じ易い。

　そこで、このような研磨装置１０１では、砥石１０８の目詰まりを抑えるために、回転砥石１０３の回転数を小さくする、あるいは、研磨加工を途中で止めて回転砥石に付着した研磨粉を除去するドレス工程を複数回行う等の対策が採られている。ここで、ドレス工程は、回転砥石の表面にドレス砥石を摺動させることによって行われる。
　しかし、回転砥石１０３の回転数を小さくすると、ワークの研磨速度が低くなり、ワークを所定の厚さまで研磨するのに長時間を要してしまう。また、研磨加工を途中で止めてドレス工程を行うと、ワークの研磨そのものにかかる時間に加えて、ドレス工程にも時間がかかる。これらのことから、従来の研磨装置１０１では、十分な加工効率が得られず、加工品の生産性低下を招いているのが現状である。
　また、この事情は特許文献１～３に記載された研磨装置においても同様であり、砥石目詰まりの問題を解消しつつ研磨性能を高めることができる研磨装置の登場が望まれていた。

　本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、回転砥石の目詰まりを抑えつつワークを効率良く研磨加工することができ、ワークを、そのダメージを抑えつつ研磨加工することができる研磨装置及び研磨方法、研磨補助装置を提供することを目的とする。

　本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意努力した結果、次の研磨装置と研磨補助装置及び研磨方法を提供することで、上記課題が容易に解決されることを見出した。
　すなわち本発明の研磨装置は、（１）回転軸部と、前記回転軸部上に設けられ、その上面にワークを保持する回転テーブルと、前記回転テーブルの上面と対向し、前記回転テーブルの回転方向と逆方向に回転自在に支持され昇降操作される回転砥石と、前記回転軸部の周囲に配設されたドレス砥石設置部と、前記ドレス砥石設置部上に固定され、その研磨面が、前記回転砥石の研磨面と対向するように配設されたドレス砥石とを有し、前記回転テーブル及びドレス砥石と前記回転砥石とを互いに逆方向に回転させつつ、前記回転砥石の研磨面をワークの表面に接触させることによって、前記ワークを研磨するとともに、これと並行して、前記回転砥石の研磨面を前記ドレス砥石の研磨面に接触させることによって、前記回転砥石に付着した研磨粉を除去自在としたことを特徴とする。

（２）本発明の研磨装置において（１）に記載のドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に配置されたリング状のドレス砥石であることを特徴とする構成でも良い。
（３）本発明の研磨装置において（１）に記載のドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に所定の間隔で環状に並設された複数のドレス砥石片からなる構成でも良い。
（４）本発明の研磨装置において（１）～（３）のいずれかに記載のドレス砥石設置部は、前記ドレス砥石を保持するドレス砥石テーブルと、前記ドレス砥石テーブルを、上下に揺動可能に支持するドレス砥石テーブル支持部とを有することを特徴とする。
（５）本発明の研磨装置において（１）～（４）のいずれかに記載のドレス砥石テーブル支持部は、前記ドレス砥石テーブルを弾性支持するバネを備えてなることを特徴とする。

（６）本発明の研磨補助装置は、環状のドレス砥石設置部と、前記ドレス砥石設置部上に固定されたドレス砥石とを有し、前記ドレス砥石設置部は、研磨装置の回転軸部の周面に取り付け自在に構成されていることを特徴とする。
（７）本発明の研磨補助装置において（６）に記載のドレス砥石が前記ドレス砥石設置部上に配置されたリング状のドレス砥石片からなることを特徴とする。
（８）本発明の研磨補助装置において、（６）に記載のドレス砥石が前記ドレス砥石設置部上に所定の間隔で環状に並設された複数のドレス砥石片からなることを特徴とする。
（９）本発明の研磨補助装置において（６）～（８）のいずれかに記載のドレス砥石設置部は、前記ドレス砥石を保持するドレス砥石テーブルと、前記ドレス砥石テーブルを、上下に揺動可能に支持するドレス砥石テーブル支持部とを有することを特徴とする。
（１０）本発明の研磨補助装置において（６）～（９）に記載のドレス砥石テーブル支持部は、前記ドレス砥石テーブルを弾性支持するバネを備えてなることを特徴とする。
（１１）本発明の研磨方法は、ワークを保持する回転テーブルと回転砥石とを、互いに逆方向に回転させつつ、前記砥石の研磨面をワークの表面に接触させることによって、前記ワークを研磨するに際して、前記回転テーブルの周囲にドレス砥石を配設し、前記ワークを研磨するのと並行して、前記回転砥石の研磨面を前記ドレス砥石の研磨面に接触させることによって、前記回転砥石に付着した研磨粉を除去しながら研磨することを特徴とする。

　本発明によれば、ワークに対して相対回転する回転砥石をワークの表面に押し当て、ワークを所定の厚さまで研磨するに際し、回転砥石の目詰まりを抑えつつ、ワークを、そのダメージを抑えて効率良く研磨加工することができる。
　また、ドレス砥石設置部が、ドレス砥石を保持するドレス砥石テーブルと、ドレス砥石テーブルを、上下に揺動可能に支持するドレス砥石テーブル支持部とを有することにより、砥石及び／又はドレス砥石の高さが不均一である場合であっても、その高さの差を相殺するようにドレス砥石テーブルが揺動して砥石に接触し研磨粉を除去するので、ドレス砥石による砥石の目詰まりを均一に防止することができる。
　また、ドレス砥石テーブル支持部がバネを有することにより、ドレス砥石テーブルは、一方に傾いても、速やかに初期状態に復帰することができる。このため、砥石とドレス砥石とを、常に良好な接触状態で接触させることができ、研磨途中の砥石を効率良くドレス処理することができる。

図１Ａは本発明の研磨補助装置を備える研磨装置の装置全体の概略斜視図である。 図１Ｂは本発明の研磨補助装置を備える研磨装置に備えられるドレス砥石の他の例を示す斜視図である。 図１Ａに示す研磨装置の模式図である。 図１Ａに示す研磨装置が備える回転砥石を図１Ａ中下方から見た斜視図である。 従来の研磨装置を示す模式図である。

　１…研磨装置、２…ワーク保持部　３…回転砥石、４…研磨補助手段（研磨補助装置）、５…回転軸部、６…回転テーブル、８…砥石保持具、９…砥石、１０…ドレス砥石設置部、１１…ドレス砥石、１１Ａ…ドレス砥石片、１１Ｂ…ドレス砥石、１２…ドレス砥石テーブル、１３…ドレス砥石テーブル支持部、１５…円環部、１６…支持部、１７…クッション機構、１８…第２のボルト孔、１９…第１のボルト孔、２０…ボルト取付けプレート、２１…第１のボルト、２４…取付けプレート、２５…第２のボルト、２６…バネ、３０…ワーク。

　以下、本発明の研磨装置、研磨補助装置、および研磨方法の実施形態について説明する。
（研磨装置及び研磨補助装置）
　まず、本発明の研磨装置及び研磨補助装置について説明する。
　図１Ａと１Ｂは、本発明の研磨補助装置を備える研磨装置（本発明の研磨装置）の実施形態を示す斜視図、図２は、図１Ａに示す研磨装置の模式図、図３は、図１Ａに示す研磨装置が備える回転砥石を図１Ａ中下方から見た斜視図である。

　図１Ａ及び図２に示す研磨装置１は、ワーク保持部２と、ワーク３０を研磨する回転砥石３と、回転砥石３をドレス処理する研磨補助手段（研磨補助装置）４とを有している。
　ワーク保持部２は、回転軸部５と、回転テーブル６と、回転テーブル６を回転駆動する回転駆動機構とを有している。

　回転テーブル６は、円盤状をなし、回転軸部５の上部に固定されている。この回転テーブル６の上面は、ワーク３０を保持するワーク保持面７を構成する。このワーク保持面７には、１枚または複数枚のワーク３０が接着や吸着等の固定方法によって保持されている。
　回転テーブル６の材料としては、特に限定されないが、例えばアルミナ等のセラミックスが挙げられる。

　回転テーブル６を回転駆動する回転駆動機構は、図示略のモータと、回転テーブル６の中央部に接続された回転軸部５と、前記モータの軸の回転を伝達する回転伝達手段等によって構成されている。このように構成された回転駆動機構では、モータが駆動されると、その軸の回転が回転伝達手段を介して回転軸部５に伝達され、回転軸部５に固定された回転テーブル６が、モータの回転数に応じて、図中矢印Ａ方向に回転操作される。これにより、ワーク保持面７に保持されたワーク３０が、回転軸を中心に公転する。

　本実施形態の回転砥石３は、砥石保持具８と、砥石保持具８に保持された複数の砥石９と、砥石保持具８を回転テーブル６の回転方向と逆方向（図中矢印Ｂ方向）に回転駆動する回転駆動機構とを有している。
　砥石保持具８は、円盤状をなし、その一方の主面が、回転テーブル６のワーク保持面７と対向するように回転可能に支持されている。この砥石保持具８の回転軸２８は、回転テーブル６の回転軸６ａと略平行になっている。本実施形態では、砥石保持具８の回転軸２８が、後述するドレス砥石１１の内周と交叉する位置に設定されている。これにより、砥石保持具８に保持された砥石９を、ドレス砥石１１によって効率よくドレス処理し、研磨粉を除去することができる。

　本実施形態の構造では図３に示すように、砥石保持具８の一方の主面の外周縁部に、複数の（図３では一例として１８個の）砥石９が等間隔で固定されている。各砥石９は、４角柱状をなし、それらの長軸方向を円盤状の砥石保持具８の外周の接線方向と略平行となるように並設されている。

　砥石保持具８を回転駆動する回転駆動機構は、図示略のモータと、砥石保持具８に固定された回転軸２８と、モータの軸の回転を前記回転軸２８に伝達する回転伝達手段等を有し、砥石保持具８を前記回転テーブル６の回転方向と逆方向（図中矢印Ｂ方向）に回転操作するように構成されている。このように構成された回転駆動機構では、モータが駆動されると、その軸の回転が回転伝達手段を介して回転軸２８に伝達され、回転軸２８に固定された砥石保持具８が、モータ回転数に応じて図中矢印Ｂ方向に回転操作される。これにより、砥石保持具８に固定された複数の砥石９が、回転軸２８を中心に公転する。

　また、この形態の研磨装置１は、回転砥石３を回転軸２８の延在方向に（図１Ａに示す例では上下方向に）昇降操作する昇降操作機構（図示せず）を有している。図２に示すように、回転砥石３は、この昇降操作機構によって、ワーク３０の表面から離間した位置（初期位置）と、砥石９がワーク３０の表面と接触する位置（研磨位置）との間を移動操作されるようになっている。

　以上のように構成された回転砥石３では、砥石保持具８を、回転テーブルの回転方向と逆方向に回転駆動しつつ、下方に移動操作し、砥石９の表面をワーク３０の表面に押し当てると、砥石９がワーク３０の表面を摺動し、ワーク３０の表面を研磨する。これにより、ワーク３０はその上面を目的の範囲の表面粗さなどを有する平滑面となるように加工される。

　また、図１Ａ及び図２に示すように、本発明の研磨装置１は、回転テーブル６の周囲に研磨補助手段（研磨補助装置）４が配設されているところに特徴がある。
　研磨補助手段（研磨補助装置）４は、ドレス砥石設置部１０と、このドレス砥石設置部１０上に配設された複数のドレス砥石１１によって概略構成されている。
　ドレス砥石設置部１０は、ドレス砥石テーブル１２と、ドレス砥石テーブル１２を支持するドレス砥石テーブル支持部１３とを有する。

　ドレス砥石テーブル１２は、その内周が回転軸部５の外周より僅かに大きな寸法とされた円環状をなし、回転軸部５の上部の周囲に配設されている。このドレス砥石テーブル１２は、ドレス砥石テーブル支持部１３により、所定の高さ範囲で上下に揺動可能に支持されている。また、このドレス砥石テーブル１２の外周縁部には、後述する第２のボルト２５が挿通される複数のボルト孔１４が、円周に沿って間欠的に設けられている。
　また、ドレス砥石テーブル１２は、後述する第１のボルト取付けプレート２０に対応する部分が切り欠かれている。これにより、第１のボルト２１の頭部に工具を容易に当てることができ、第１のボルト２１を締める操作を行うことができる。

　このドレス砥石テーブル１２の上には、複数の（図１Ａでは１６個の）ドレス砥石片１１Ａを環状に配置してなるドレス砥石１１が固定されている。
　各ドレス砥石片１１Ａは、レンガ状をなし、それらの長軸方向が、ドレス砥石テーブル１２の外周の接線方向と略平行となるようにドレス砥石テーブル１２の外周部上に環状に並設されている。また、各ドレス砥石１１は、その表面が、ワーク３０の表面と略面一となるような寸法とされている。
　これらの構成により、ドレス砥石は回転テーブルと一体に回転し、砥石保持具８を、回転テーブルの回転方向と逆方向に回転駆動しつつ、下方に移動操作し、砥石９の表面をワーク３０の表面に押し当てると、砥石の表面９はドレス砥石１１の表面にも押し当たる。
　これにより、砥石９は、ワーク３０の表面を摺動しつつ、その表面がドレス砥石１１によって摺動され、ワーク３０の研磨加工と同時に、ドレス砥石１１による砥石９のドレス処理が行われ、研磨粉が除去されるようになっている。なお、本実施形態において用いるレンガ状のドレス砥石片１１Ａは一例であって、図１Ｂに示す如く予めリング状に形成したドレス砥石１１Ｂをドレス砥石テーブル１２の外周部上に１個配置しても良い。

　このため、ワーク３０の研磨加工に際して、ワーク３０の研磨粉が砥石９に目詰まりするのが抑えられ、砥石９は、研磨加工の全過程を通じて良好な研磨性能を発揮することができる。また、研磨粉によるワーク３０のダメージ発生のおそれを抑制できる。
　また、ワーク３０の研磨加工と同時に砥石９のドレス処理を行うと、研磨加工を中断してドレス処理を行うのに比べて、研磨加工が終了する（ワークが所定の厚さに研磨される）までに要する時間を短縮することができる。
　これらのことから、この実施形態の研磨装置１では、研磨加工において高い加工効率を得ることができ、研磨加工品の生産性を飛躍的に上げることができる。

　ドレス砥石テーブル支持部１３は、ドレス砥石テーブル１２を支持する円環部１５と、円環部１５を支持するための支持部１６及びクッション機構１７により構成されている。
　円環部１５は、その内周が回転軸部の外周より僅かに大きな寸法とされた円環状をなし、回転軸部５の周囲に、ドレス砥石テーブル１２の下面と当接するように配設されている。また、この円環部１５の外周縁部には、後述する第１のボルト２１が挿通する第１のボルト孔１９と、後述するボルト２５及びバネ２６が挿通する第２のボルト孔１８が、それぞれ、円周に沿って必要個数設けられている。これらのうち第１のボルト孔１９には、第１のボルト２１が螺合されている。また、第２のボルト孔１８にはボルト２５とバネ２６が挿通されている。

　支持部１６は、第１のボルト取付けプレート２０と、第１のボルト２１と、補助ボルト２３より構成されている。
　前述のボルト２５及びバネ２６が設置された部分の下方には取付けプレート２４が設けられ、それぞれ、円環部１５より下方に、回転軸部５の円周に沿って間欠的に、回転軸部５の外周に補助ボルト２７によって吊り下げ固定されている。

　また、前記支持部１６において、回転軸部５の外周部にボルト取付プレート２０が設けられ、この部分の上の円環部１５のボルト孔１９に螺合した第１のボルト２１、補助ボルト２３が取付けプレート２０に螺合あるいは当接されている。

　複数の第２のボルト２５は、それぞれ、頭部を上方にして、ドレス砥石テーブル１２のボルト孔１４、円環部１５の第２のボルト孔１８及び第２のボルト取付けプレート２４のボルト孔に挿通されている。また、各第２のボルト２５の下端部には、第２のボルト取付けプレート２４の下面と当接するようにナットが螺合している。これにより、各第２のボルト２５は、それぞれ、各ボルト孔から抜け出るのが防止される。
　各第２のボルト２５にはバネ２６が外装されている。各バネ２６は、第２のボルト取付けプレート２４の上面とドレス砥石テーブル１２の下面との間に配置されている。これにより、バネ２６は、ドレス砥石テーブル１２を弾性支持するように作用する。

　以上のように構成されたドレス砥石テーブル支持部１２は、初期状態では、円環部１５が、バネ２６によって弾性支持されている。この初期状態でのドレス砥石テーブル１２の高さ位置を初期位置と言う。
　前記の初期位置は、ワークの厚み、ワークの研磨量、バネ２６の種類によって任意に設定することができ、特に限定されないが、図１Ａのような配置の場合には、ドレス砥石１１の使用面は、回転テーブル６に載せられたワークの研磨面より少し高く設定することが好ましい。また、研磨中にその初期位置を研磨量に合わせて途中で再設定してもできるが、生産性の観点から一定にした方が好ましい。
　　この状態から、ドレス砥石テーブル１２の一部に外力が加わると、ドレス砥石テーブル１２はバネ２６によって弾性支持されていることにより、必要な方向に傾くことができるようになっている。

　ドレス砥石テーブル１２が、このような挙動を示すことにより、各砥石９を公転させつつ、ドレス砥石１１に接触させたとき、各砥石９及び／又は各ドレス砥石１１の高さが不均一である場合でも、高さが高い部分では、ドレス砥石テーブル１２が下方に沈むので、各砥石９と各ドレス砥石１１とが均一に当接する。また、ドレス砥石テーブル１２は、一方に傾いても、速やかに初期状態に復帰しようとするので、砥石９と各ドレス砥石１１とを、常に良好な接触状態で接触させることができ、各砥石９を効率よくドレス処理することができる。

　ところで、本実施形態の研磨装置１においては、回転軸部５に対して予め、研磨補助手段（研磨補助装置）４を取り付けた状態として説明したが、この研磨補助手段４はドレス砥石設置部１０と、このドレス砥石設置部１０上に配設された複数のドレス砥石１１によって概略構成されているので、この研磨補助手段４を図１Ａ、２に示す回転軸部５とは異なる円盤状の回転軸部に取り付けることができる。
　ドレス砥石設置部１０は、ドレス砥石テーブル１２と、ドレス砥石テーブル１２を支持するドレス砥石テーブル支持部１３とを有するので、研磨補助手段４が取り付けられていない一般的な円盤状の回転軸部に対して研磨補助手段４を装着して取り付け固定することで、従来の研磨装置の円盤状の回転軸部に別途研磨補助手段４を取り付けることができる。
　このように研磨補助手段４を別の回転軸部に取り付けるように構成することで、既に生産現場で使用中の円盤状の回転軸部を有する従来の研磨装置に本発明構造の研磨補助手段４を適用することができる。
　これにより、従来の研磨装置を本発明の作用効果を奏する新規の研磨装置に改造することができるようになり、使用中の出来合いの装置を破棄することなく、そのまま流用して生産効率を向上させることが可能となる。

（研磨方法）
　次に、本発明の研磨方法を、図１Ａ及び図２に示す研磨装置を用いる場合を例にして説明する。
　図１Ａ及び図２に示すように、まず、研磨装置１は、初期状態では、回転砥石３が、ワーク３０の表面から離間した位置（初期位置）とされている。

　次に、回転テーブル６のワーク保持面７に、ワーク（被加工基板）３０を装着する。
　ワーク３０としては、特に限定されないが、例えば、鉄、鋼、銅等の金属材料、サファイア、シリコン、ＳｉＣ等の半導体材料、セラミック等よりなる基板等が挙げられる。本発明によれば、サファイアやＳｉＣのように目詰まりが生じ易いワークを適用した場合でも、回転砥石の目詰まりを抑えて、効率よく研磨加工を行うことができる。
　ワーク保持面７に装着するワークの枚数は、１枚であっても複数枚であってもよく、ワーク保持面７の径とワーク３０の径に応じて適宜設定される。例えば、ワーク保持面７の径が約３００ｍｍ、ワーク３０が４インチ基板である場合には、３枚程度の基板をワーク保持面７に装着することができる。

　回転軸部５を含む回転駆動機構は、回転テーブル６を、図中矢印Ａ方向に所定の回転数で回転駆動する。これにより、ワーク保持面７に保持されたワーク３０が、回転軸を中心に水平に公転する。
　また、回転砥石３が有する回転駆動機構は、砥石保持具８を、図中矢印Ｂ方向に所定の回転数で回転駆動する。これにより、砥石保持具８に固定された複数の砥石９が、回転軸を中心に水平に公転する。
　次に、昇降操作機構により回転砥石３を、初期位置から、砥石９の表面がワーク３０の表面と接触する位置（研磨位置）まで下降させる。これにより、砥石９の表面がワーク３０の表面に押し当たる。

　公転しているワークの表面に、これと逆方向に公転している砥石９の表面が接触すると、砥石９がワーク３０の表面を摺動し、ワーク３０の表面を研磨する。これにより、ワークは、その厚さを薄くするように加工され、その表面は目的とする粗さの平坦面に研磨加工される。
　また、このとき砥石９の表面は、ドレス砥石１１の表面にも押し当たる。これにより、砥石９は、ワーク３０の表面を研磨加工しつつ、その表面がドレス砥石１１によって研削され、ワーク３０の研磨加工と同時に、ドレス砥石１１による砥石９のドレス処理が行われる。従って、ワークの研磨粉等によって砥石９の表面に目詰まりを生じる現象を抑制することができる結果として、従来の装置よりも高速な研磨加工に対応できるようになる。

　そして、各ワーク３０が所定の厚さまで研磨されると、昇降操作機構は、回転砥石３を、ワーク３０の表面から離間した位置（初期位置）まで上昇させるので、ワーク３０を取り外すことができるようになる。

　以上のように、この方法の研磨方法では、ワーク３０の研磨加工と同時に、砥石９のドレス処理を行う。
　このため、ワーク３０の研磨加工に際して、ワーク３０の研磨粉が砥石９に目詰まりするのが抑えられ、砥石９は、研磨加工の全過程を通じて良好な研磨性能を発揮することができる。
　また、ワーク３０の研磨加工と砥石９のドレス処理とを同時に行うと、研磨加工を中断してドレス処理を行うのに比べて、研磨加工が終了する（ワークが所定の厚さになる）までに要する時間を短縮することができる。
　これらのことから、この研磨方法では、高い加工効率を得ることができ、加工品の生産性を飛躍的に上げることができる。

　例えば、図１Ａ及び図２に示す研磨装置を用いて、サファイア基板（厚さ：７００μｍ、径：４インチ）を８０μｍ厚まで研磨加工を行うと、５０～１００μｍ／分の研磨速度で研磨を行うことができるのに対して、従来の研磨装置（図４に示す研磨装置）を用いて、同様の研磨加工を行うと、１０μｍ／分の研磨速度でしか研磨を行うことができない。すなわち、本発明の研磨装置（研磨方法）を用いることにより、従来に比べて５～１０倍の研磨速度を得ることができる。

　なお、前記実施形態において、研磨装置及び研磨補助装置を構成する各部および研磨方法の各工程は一つの例であって、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

　本発明の研磨装置、研磨補助装置、および研磨方法によれば、回転砥石の目詰まりを抑えて、ワークにダメージを与えることなく効率良く研磨加工することができるため、回転砥石の目詰まりを生じ易いサファイア基板やＳｉＣ基板を研磨加工するものとして好適な特徴を有する。

Claims (11)

1. 　回転軸部と、
   　前記回転軸部上に設けられ、その上面にワークを保持する回転テーブルと、
   　前記回転テーブルの上面と対向し、前記回転テーブルの回転方向と逆方向に回転自在に支持され昇降操作される回転砥石と、
   　前記回転軸部の周囲に配設されたドレス砥石設置部と、
   　前記ドレス砥石設置部上に固定され、その研磨面が、前記回転砥石の研磨面と対向するように配設されたドレス砥石と
   　を有し、
   　前記回転テーブル及びドレス砥石と、前記回転砥石とを互いに逆方向に回転させつつ、前記回転砥石の研磨面をワークの表面に接触させることによって、前記ワークを研磨するとともに、これと並行して、前記回転砥石の研磨面を前記ドレス砥石の研磨面に接触させることによって、前記回転砥石に付着した研磨粉を除去自在としたことを特徴とする研磨装置。
2. 　前記ドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に配置されたリング状のドレス砥石であることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
3. 　前記ドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に所定の間隔で環状に並設された複数のドレス砥石片からなることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
4. 　前記ドレス砥石設置部は、
   　前記ドレス砥石を保持するドレス砥石テーブルと、
   　前記ドレス砥石テーブルを、上下に揺動可能に支持するドレス砥石テーブル支持部と
   　を有することを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。
5. 　前記ドレス砥石テーブル支持部は、前記ドレス砥石テーブルを弾性支持するバネを備えてなることを特徴とする請求項４に記載の研磨装置。
6. 　環状のドレス砥石設置部と、
   　前記ドレス砥石設置部上に固定されたドレス砥石とを有し、
   　前記ドレス砥石設置部は、研磨装置の回転軸部の周面に取り付け自在に構成されていることを特徴とする研磨補助装置。
7. 　前記ドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に配置されたリング状のドレス砥石であることを特徴とする請求項６に記載の研磨補助装置。
8. 　前記ドレス砥石が、前記ドレス砥石設置部上に所定の間隔で環状に並設された複数のドレス砥石片からなることを特徴とする請求項６に記載の研磨補助装置。
9. 　前記ドレス砥石設置部は、
   　前記ドレス砥石を保持するドレス砥石テーブルと、
   　前記ドレス砥石テーブルを、上下に揺動可能に支持するドレス砥石テーブル支持部と
   　を有することを特徴とする請求項６に記載の研磨補助装置。
10. 　前記ドレス砥石テーブル支持部は、前記ドレス砥石テーブルを弾性支持するバネを備えてなることを特徴とする請求項９に記載の研磨補助装置。
11. 　ワークを保持する回転テーブルと回転砥石とを、互いに逆方向に回転させつつ、前記砥石の研磨面をワークの表面に接触させることによって、前記ワークを研磨するに際して、
    　前記回転テーブルの周囲にドレス砥石を配設し、前記ワークを研磨するのと並行して、前記回転砥石の研磨面を前記ドレス砥石の研磨面に接触させることによって、前記回転砥石に付着した研磨粉を除去しながら研磨することを特徴とする研磨方法。

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