JP2008006540A

JP2008006540A - Polishing method

Info

Publication number: JP2008006540A
Application number: JP2006179701A
Authority: JP
Inventors: Tokuhito Fuwa; 徳人不破
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2008-01-17

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polishing method surely and stably exerting the functions of polishing solution such as cooling by highly efficiently and sufficiently supplying the polishing solution to a polishing part, suppressing the amount of the used polishing solution and inexpensively reducing the burden to environment. <P>SOLUTION: A polishing tool 50 is attached to the lower end of a tubular spindle shaft 22 via a flange 24, and a through-hole 53 communicating with the inside of the spindle shaft 22 is formed at the centers of a frame 51 of the polishing tool 50, a polishing pad 52 and the flange 24. Water is supplied from a water supply pipe 28 of cooling water connected to the upper end of the spindle shaft 22 and is constantly spread from the through-hole 53 (52a) at the center of the polishing pad 52 to the peripheral polishing part using a centrifugal force. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、基材に砥粒が混合されて円盤状に成形された研磨部材によって被加工物を研磨加工する方法に関する。 The present invention relates to a method for polishing a workpiece with an abrasive member formed into a disk shape by mixing abrasive grains with a base material.

例えば、ガラス基板等のガラス材料を極めて平坦かつ鏡面に研磨する方法として、固定砥粒研磨パッドを、高速回転させながら、かつ研磨液を研磨加工部分に供給しながら、被加工物に押し当てるといった方法がある（例えば特許文献１，２）。これら文献に記載の研磨パッドは、例えばウレタンやフェノール樹脂といった合成樹脂からなる結合材で砥粒を結合したものであり、研磨液としては、結合材を化学的にエッチングして常にフレッシュな砥粒を研磨面に露出させる自生発刃作用を得るために、ＫＯＨ等の薬液が用いられている。 For example, as a method of polishing a glass material such as a glass substrate to a very flat and mirror surface, a fixed abrasive polishing pad is pressed against a workpiece while rotating at a high speed and supplying a polishing liquid to a polishing portion. There are methods (for example, Patent Documents 1 and 2). The polishing pads described in these documents are those in which abrasive grains are bonded with a binder made of a synthetic resin such as urethane or phenol resin. As a polishing liquid, the abrasive is always fresh by chemically etching the binder. A chemical solution such as KOH is used to obtain a self-generated blade action that exposes the surface to the polished surface.

一方、本出願人は、結合材としてゴム粉末を用い、このゴム粉末中に砥粒を混合させて圧縮成形したものを焼成してなる研磨砥石を開発した（特願２００５−３５１５２３号）。この研磨砥石の場合には、結合材と砥粒との結合力が低く、かつ結合材が比較的柔らかいため、研磨液に溶剤機能は必要なく、冷却効果が得られればよいため、単なる水を適用することができるといった利点がある。 On the other hand, the present applicant has developed a polishing grindstone in which rubber powder is used as a binder, and abrasives are mixed in the rubber powder and then compression-molded and fired (Japanese Patent Application No. 2005-351523). In the case of this grinding wheel, since the bonding force between the binder and the abrasive grains is low and the binder is relatively soft, the solvent function is not necessary for the polishing liquid, and it is only necessary to obtain a cooling effect. There is an advantage that it can be applied.

このように研磨液は研磨パッドの材質によって選択されるものであるが、いずれにしろ研磨液を被加工物に対して供給するには、研磨液供給用のノズルから、相対的に回転する被加工物と研磨パッドとの間や被加工面に向けて外側から供給するといった方法が一般的であった（例えば特許文献３参照）。 As described above, the polishing liquid is selected depending on the material of the polishing pad, but in any case, in order to supply the polishing liquid to the workpiece, the polishing liquid supply nozzle is rotated relatively. A method of supplying from the outside between the workpiece and the polishing pad or toward the surface to be processed has been common (see, for example, Patent Document 3).

特開２００１−２６００３７号公報JP 2001-260037 A 特開２００４−２６１９４２号公報JP 2004-261842 A 特開２００３−２５１５５５号公報（図１等）JP 2003-251555 A (FIG. 1 etc.)

例えば、回転するテーブル上に保持した被加工物に対して回転する研磨パッドを押し付け、上記のようなノズルによって研磨液を外側から供給しながら研磨した場合、両者の遠心力によって研磨液が回転外周方向に飛散または流動し、研磨部分全体に十分に行き渡らない（特に中心側に）といった不具合が生じる。したがって研磨部分への研磨液の供給量に不足が生じ、研磨液の機能が十分に発揮されないといった不具合が生じる。すなわち、研磨液がエッチング用の上記薬液である場合には、研磨パッドの自生発刃作用が得にくくなって研磨効率が低減する。また、研磨液が水の場合には冷却効果が不十分となり、面焼け等の不良品の発生を招く。そして、これらの不具合を防ぐためには研磨液をより多く使用することになるため、研磨液の使用量にロスが生じ、高コスト、かつ環境に対する負担増といった問題も起こる。 For example, when a rotating polishing pad is pressed against a workpiece held on a rotating table and polishing is performed while supplying the polishing liquid from the outside by the nozzle as described above, the polishing liquid is rotated and rotated by the centrifugal force of both. A problem arises in that the particles scatter or flow in the direction and do not reach the entire polishing portion sufficiently (particularly on the center side). Accordingly, the supply amount of the polishing liquid to the polishing portion is insufficient, and a problem that the function of the polishing liquid is not sufficiently exhibited occurs. That is, when the polishing liquid is the above-described chemical liquid for etching, it is difficult to obtain the self-generated blade action of the polishing pad, and the polishing efficiency is reduced. Further, when the polishing liquid is water, the cooling effect is insufficient, and defective products such as surface burn are caused. And in order to prevent these malfunctions, since more polishing liquid is used, the usage-amount of polishing liquid will be lost, and the problem of high cost and an environmental burden will also arise.

よって本発明は、研磨液を効率よく、かつ十分に研磨部分に供給することができることにより、研磨液の機能を確実かつ安定して発揮させることができるとともに、研磨液の使用量が抑えられ、低コストで環境への負担を軽減させることができる研磨加工方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention allows the polishing liquid to be efficiently and sufficiently supplied to the polishing portion, so that the function of the polishing liquid can be exhibited reliably and stably, and the amount of the polishing liquid used can be suppressed, It aims at providing the grinding | polishing processing method which can reduce the burden on an environment at low cost.

本発明は、基材に砥粒が混合されて円盤状に成形され、中心を回転軸として回転しながら片面の研磨面が被加工物に押し当てられることによって該被加工物を研磨する形式の研磨部材を用いた研磨方法であって、研磨部材の中心に貫通孔を形成し、該貫通孔に通した研磨液を被加工物に供給しながら該被加工物を研磨することを特徴としている。本発明の研磨液は研磨パッドの材質に応じて選択されるものであり、例えばエッチング用の薬液等が挙げられ、水の場合もある。 The present invention is of a type in which abrasive grains are mixed with a base material and formed into a disk shape, and the workpiece is polished by pressing a polishing surface on one side against the workpiece while rotating around the center as a rotation axis. A polishing method using a polishing member, characterized in that a through hole is formed in the center of the polishing member, and the workpiece is polished while supplying a polishing liquid passed through the through hole to the workpiece. . The polishing liquid of the present invention is selected according to the material of the polishing pad, and examples thereof include a chemical liquid for etching and may be water.

本発明によれば、研磨部材の中心に形成した貫通孔を通して研磨液が被加工物に供給され、その研磨液は、回転する研磨部材の遠心力によって中心から外周方向に流動する。このため、遠心力によって研磨液が中心側に行き渡らないといった不具合は生じず、研磨部材の研磨面と被加工物の被加工面との間に隙間なく十分に行き渡らせることができる。その結果、冷却やエッチングといった研磨液に求められる機能が十分かつ効率的に発揮され、研磨液不足によって生じる不具合（例えば面焼け等の不良品の発生）が防止されるとともに、研磨液の使用量をできるだけ少なくすることができる。 According to the present invention, the polishing liquid is supplied to the workpiece through the through-hole formed in the center of the polishing member, and the polishing liquid flows from the center to the outer peripheral direction by the centrifugal force of the rotating polishing member. For this reason, the trouble that the polishing liquid does not spread to the center side due to the centrifugal force does not occur, and the polishing liquid can be sufficiently spread without a gap between the polishing surface of the polishing member and the processing surface of the workpiece. As a result, the functions required for the polishing liquid, such as cooling and etching, are sufficiently and efficiently performed, and problems caused by insufficient polishing liquid (for example, generation of defective products such as surface burns) are prevented, and the amount of polishing liquid used Can be reduced as much as possible.

研磨部材の研磨面に貫通孔から外周面に連通する放射状の研磨液通路を形成した形態は、研磨部材の中心から外周方向に研磨液が流動する作用を促進させることになり、本発明の好ましい形態である。 The form in which the radial polishing liquid passage communicating from the through hole to the outer peripheral surface is formed on the polishing surface of the polishing member promotes the action of the polishing liquid flowing from the center of the polishing member to the outer peripheral direction, which is preferable in the present invention. It is a form.

本発明によれば、研磨部材の中心に形成した貫通孔から被加工物に研磨液を供給するので、回転する研磨材の遠心力によって研磨液を研磨部分に対して過不足なく十分かつ効率的に行き渡らせることができ、その結果、研磨液の機能を確実かつ安定して発揮させることができるとともに、研磨液の使用量が抑えられ、低コストで環境への負担を軽減させることができるといった効果を奏する。 According to the present invention, since the polishing liquid is supplied to the workpiece from the through hole formed at the center of the polishing member, the polishing liquid is sufficiently and efficiently supplied to the polishing portion by the centrifugal force of the rotating polishing material. As a result, the function of the polishing liquid can be exhibited reliably and stably, the amount of the polishing liquid used can be suppressed, and the burden on the environment can be reduced at a low cost. There is an effect.

以下、図面を参照して本発明に係る研磨加工方法の一実施形態を説明する。
［１］研磨加工装置
図１は、一実施形態の方法を実施し得るに好適な研磨加工装置を示している。この研磨加工装置１０は、直方体状の基台１１を備えている。この基台１１の長手方向一端部には、基台１１の水平な上面に対して垂直に立設された壁部１２が一体に形成されている。図１では、基台１１の長手方向、幅方向および鉛直方向を、それぞれＹ方向、Ｘ方向およびＺ方向で示している。基台１１上は、長手方向のほぼ中間部分から壁部１２側がワーク（被加工物）１を加工する加工エリア１１Ａとされ、この反対側が、加工エリア１１Ａに加工前のワーク１を供給し、かつ、加工後のワーク１を回収する着脱エリア１１Ｂとされている。
以下、加工エリア１１Ａと着脱エリア１１Ｂについて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a polishing method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[1] Polishing apparatus FIG. 1 shows a polishing apparatus suitable for carrying out the method of one embodiment. The polishing apparatus 10 includes a rectangular parallelepiped base 11. At one end in the longitudinal direction of the base 11, a wall portion 12 erected vertically with respect to the horizontal upper surface of the base 11 is integrally formed. In FIG. 1, the longitudinal direction, the width direction, and the vertical direction of the base 11 are shown by the Y direction, the X direction, and the Z direction, respectively. On the base 11, the wall 12 side from the substantially middle part in the longitudinal direction is a processing area 11A for processing the workpiece (workpiece) 1, and the opposite side supplies the workpiece 1 before processing to the processing area 11A. And it is set as the attachment / detachment area 11B which collect | recovers the workpiece | work 1 after a process.
Hereinafter, the processing area 11A and the attachment / detachment area 11B will be described.

（ａ）加工エリアの機構
図１に示すように、加工エリア１１Ａには矩形状のピット１３が形成されている。このピット１３内には、テーブルベース１４を介して真空チャック式の円盤状のチャックテーブル１５がＹ方向に移動自在に設けられている。テーブルベース１４は、ピット１３内に配されたＹ方向に延びるガイドレールに摺動自在に設けられており、適宜な駆動機構（いずれも図示略）によって同方向を往復動させられる。 (A) Mechanism of machining area As shown in FIG. 1, rectangular pits 13 are formed in the machining area 11A. A vacuum chuck type disc-shaped chuck table 15 is provided in the pit 13 so as to be movable in the Y direction via a table base 14. The table base 14 is slidably provided on a guide rail disposed in the pit 13 and extending in the Y direction. The table base 14 is reciprocated in the same direction by an appropriate drive mechanism (not shown).

テーブルベース１４の移動方向両端部には蛇腹状のカバー１６，１７の一端がそれぞれ取り付けられており、これらカバー１６，１７の他端は、壁部１２の内面と、壁部１２に対向するピット１３の内壁面に、それぞれ取り付けられている。これら、カバー１６，１７は、テーブルベース１４の移動路を覆い、その移動路に研磨屑等が落下することを防ぐもので、テーブルベース１４の移動に伴って伸縮する。チャックテーブル１５は、テーブルベース１４上に、ワーク１の保持面である上面が水平な状態とされ、かつ、Ｚ方向（鉛直方向）に沿った図示せぬ回転軸を中心にして回転自在に支持されている。チャックテーブル１５は、図示せぬ回転駆動機構によって時計方向または反時計方向に回転可能となっている。 One end of bellows-like covers 16 and 17 are attached to both ends of the table base 14 in the moving direction. The other ends of the covers 16 and 17 are the pits facing the inner surface of the wall portion 12 and the wall portion 12. Each is attached to the inner wall surface of 13. These covers 16 and 17 cover the moving path of the table base 14 and prevent the polishing dust and the like from dropping on the moving path, and expand and contract as the table base 14 moves. The chuck table 15 is supported on the table base 14 so that the upper surface, which is the holding surface of the workpiece 1, is horizontal, and is rotatable about a rotation axis (not shown) along the Z direction (vertical direction). Has been. The chuck table 15 can be rotated clockwise or counterclockwise by a rotation driving mechanism (not shown).

チャックテーブル１５は、図１に示すようにテーブルベース１４ごと壁部１２側に移動して所定の研磨加工位置に位置付けられる。その研磨加工位置の上方には、研磨ユニット２０が配されている。この研磨ユニット２０は、基台１１の壁部１２に、移動板３２およびガイドレール３１を介して昇降自在に取り付けられ、モータ３０によって駆動する送り機構３３によって昇降させられる。 As shown in FIG. 1, the chuck table 15 is moved together with the table base 14 to the wall 12 side and is positioned at a predetermined polishing position. A polishing unit 20 is disposed above the polishing processing position. The polishing unit 20 is attached to the wall 12 of the base 11 through a moving plate 32 and a guide rail 31 so as to be movable up and down, and is lifted and lowered by a feed mechanism 33 driven by a motor 30.

研磨ユニット２０は、図２に示すように、軸方向がＺ方向に延びる円筒状のスピンドルハウジング２１と、このスピンドルハウジング２１内に、図示せぬエアーベアリング機構によって同軸的、かつ回転自在に支持された管状のスピンドルシャフト（回転軸）２２と、スピンドルハウジング２１の上端部に固定されてスピンドルシャフト２２を回転駆動するモータ２３と、スピンドルシャフト２２の下端に同軸的に固定された円盤状のフランジ２４と、フランジ２４の下面に固定された研磨工具５０とを具備している。図１に示すように、研磨ユニット２０は、スピンドルハウジング２１がブロック３４を介して移動板３２に固定されている。 As shown in FIG. 2, the polishing unit 20 has a cylindrical spindle housing 21 whose axial direction extends in the Z direction, and is coaxially and rotatably supported in the spindle housing 21 by an air bearing mechanism (not shown). A tubular spindle shaft (rotating shaft) 22, a motor 23 that is fixed to the upper end of the spindle housing 21 and rotationally drives the spindle shaft 22, and a disk-like flange 24 that is coaxially fixed to the lower end of the spindle shaft 22. And a polishing tool 50 fixed to the lower surface of the flange 24. As shown in FIG. 1, in the polishing unit 20, the spindle housing 21 is fixed to the moving plate 32 via a block 34.

モータ２３は、スピンドルハウジング２１の上端に固定された円筒状のモータケーシング２３Ａを有しており、スピンドルシャフト２２の上端部はモータケーシング２３Ａを貫通している。モータ２３は周知の永久磁石式であって、スピンドルシャフト２２の上端外周面に固着された永久磁石製の円筒状ロータ２３ａと、このロータ２３ａを包囲する状態にモータケーシング２３Ａの内周面に固定されたステータコイル２３ｂとの組み合わせで、スピンドルシャフト２２を高速回転させるように構成されている。モータケーシング２３Ａのスピンドルシャフト２２が貫通した上面部分にはカバー２６が着脱自在に固定されている。そしてこのカバー２６には、スピンドルシャフト２２内に挿入される継手管２７を介して給水管２８が接続されている。継手管２７は、回転するスピンドルシャフト２２の内周面に接触しない程度の寸法に設定されている。 The motor 23 has a cylindrical motor casing 23A fixed to the upper end of the spindle housing 21, and the upper end portion of the spindle shaft 22 passes through the motor casing 23A. The motor 23 is a known permanent magnet type, and is fixed to the inner peripheral surface of the motor casing 23A so as to surround the rotor 23a made of a permanent magnet fixed to the outer peripheral surface of the upper end of the spindle shaft 22. The spindle shaft 22 is configured to rotate at a high speed in combination with the stator coil 23b. A cover 26 is detachably fixed to an upper surface portion of the motor casing 23A through which the spindle shaft 22 penetrates. A water supply pipe 28 is connected to the cover 26 via a joint pipe 27 inserted into the spindle shaft 22. The joint pipe 27 is set to a size that does not contact the inner peripheral surface of the rotating spindle shaft 22.

研磨工具５０は、図３にも示すように、外径がフランジ２４とほぼ同径の円盤状のフレーム５１の下面に、円盤状の研磨パッド（研磨部材）５２が固着されたものである。研磨パッド５２は、不織布等からなる研磨用布（基材）中にアルミナや酸化セリウム等の研磨砥粒を含浸させて円盤状に成形したもので、接着手段等によってフレーム５１に固着されている。研磨工具５０は、フレーム５１がフランジ２４にねじ止め等によって取り付けられることにより、研磨ユニット２０に着脱自在にセットされる。 As shown in FIG. 3, the polishing tool 50 has a disk-shaped polishing pad (polishing member) 52 fixed to the lower surface of a disk-shaped frame 51 having an outer diameter substantially the same as that of the flange 24. The polishing pad 52 is formed by impregnating a polishing cloth (base material) made of a nonwoven fabric or the like with abrasive grains such as alumina or cerium oxide, and is fixed to the frame 51 by an adhesive means or the like. . The polishing tool 50 is detachably set to the polishing unit 20 by attaching the frame 51 to the flange 24 by screwing or the like.

フレーム５１および研磨パッド５２はフランジ２４に対して同心状に配されるが、これらフランジ２４、フレーム５１および研磨パッド５２の中心には、互いに連続する貫通孔２４ａ，５１ａ，５２ａが形成されている。連続したこれら貫通孔（以降、１つの貫通孔５３と称する）は、スピンドルシャフト２２の内部に連通している。上記給水管２８からは、研磨液として水が継手管２７を経てスピンドルシャフト２２内に供給され、その水は貫通孔５３を通って研磨パッド５２の下方に導かれるようになっている。 The frame 51 and the polishing pad 52 are concentrically arranged with respect to the flange 24, and through holes 24 a, 51 a, 52 a that are continuous with each other are formed at the centers of the flange 24, the frame 51, and the polishing pad 52. . These continuous through holes (hereinafter referred to as one through hole 53) communicate with the inside of the spindle shaft 22. From the water supply pipe 28, water as a polishing liquid is supplied into the spindle shaft 22 through the joint pipe 27, and the water is guided to the lower side of the polishing pad 52 through the through hole 53.

（ｂ）着脱エリアの機構
図１に示すように、着脱エリア１１Ｂの中央には矩形状のピット１８が形成されており、このピット１８の底部には、上下移動する２節リンク式の移送ロボット６０が設置されている。そしてこの移送ロボット６０の周囲には、上から見た状態で反時計回りに、供給カセット６１、位置合わせ台６２、旋回アーム式の供給アーム６３、供給アーム６３と同じ構造の回収アーム６４、スピンナ式の洗浄装置６５、回収カセット６６が、それぞれ配置されている。 (B) Mechanism of the detachable area As shown in FIG. 1, a rectangular pit 18 is formed at the center of the detachable area 11B. 60 is installed. Around the transfer robot 60, a supply cassette 61, an alignment table 62, a swing arm type supply arm 63, a recovery arm 64 having the same structure as the supply arm 63, a spinner A cleaning device 65 and a recovery cassette 66 are arranged.

供給カセット６１、位置合わせ台６２および供給アーム６３はワーク１をチャックテーブル１５に供給する手段であり、回収アーム６４、洗浄装置６５および回収カセット６６は、研磨が終了したワーク１をチャックテーブル１５から回収する手段である。各カセット６１，６６は複数のワーク１を積層状態で収容するもので、基台１１上の所定位置にセットされる。 The supply cassette 61, the alignment table 62, and the supply arm 63 are means for supplying the workpiece 1 to the chuck table 15. The recovery arm 64, the cleaning device 65, and the recovery cassette 66 remove the workpiece 1 that has been polished from the chuck table 15. It is a means to collect. Each of the cassettes 61 and 66 accommodates a plurality of workpieces 1 in a stacked state, and is set at a predetermined position on the base 11.

移送ロボット６０によって供給カセット６１内から１枚のワーク１が取り出されると、そのワーク１は被加工面を上に向けて位置合わせ台６２上に載置され、ここで一定の位置に決められる。次いでワーク１は、供給アーム６３によって位置合わせ台６２から吸着されて取り上げられ、着脱位置で待機しているチャックテーブル１５上に被加工面を上に向けた状態に載置される。一方、研磨ユニット２０によって被加工面が研磨され、着脱位置に位置付けられたチャックテーブル１５上のワーク１は回収アーム６４によって吸着されて取り上げられ、洗浄装置６５に移されて水洗、乾燥される。そして、洗浄装置６５で洗浄処理されたワーク１は、移送ロボット６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。 When one workpiece 1 is taken out from the supply cassette 61 by the transfer robot 60, the workpiece 1 is placed on the alignment table 62 with the surface to be processed facing upward, and is determined at a fixed position. Next, the workpiece 1 is attracted and picked up by the supply arm 63 from the alignment table 62 and placed on the chuck table 15 waiting at the attachment / detachment position with the surface to be processed facing upward. On the other hand, the work surface is polished by the polishing unit 20, and the workpiece 1 on the chuck table 15 positioned at the attachment / detachment position is picked up and picked up by the recovery arm 64, transferred to the cleaning device 65, and washed and dried. The workpiece 1 cleaned by the cleaning device 65 is transferred and accommodated in the collection cassette 66 by the transfer robot 60.

供給アーム６３と回収アーム６４の間には、チャックテーブル１５に洗浄水および高圧エアーを噴射してチャックテーブル１５を洗浄するノズル６７が配されている。研磨ユニット２０によるワーク１の加工位置は、着脱位置よりも壁部１２側に所定距離移動した範囲とされ、チャックテーブル１５は、テーブルベース１４の移動によって、これら加工位置と着脱位置との間を行き来させられる。ノズル６７によるチャックテーブル１５の洗浄、および水の供給は、着脱位置において行われる。 A nozzle 67 that cleans the chuck table 15 by spraying cleaning water and high-pressure air onto the chuck table 15 is disposed between the supply arm 63 and the recovery arm 64. The processing position of the workpiece 1 by the polishing unit 20 is a range moved by a predetermined distance from the attaching / detaching position to the wall 12 side, and the chuck table 15 moves between these processing positions and the attaching / detaching position by the movement of the table base 14. Go back and forth. Cleaning of the chuck table 15 by the nozzle 67 and supply of water are performed at the attachment / detachment position.

［２］研磨動作
次に、上記研磨加工装置１０を用いて薄板状のワーク１を研磨する方法を説明する。まず、供給カセット６１内に、多数のワーク１を収容する。そのうちの１枚のワーク１が、移送ロボット６０によって位置合わせ台６２に移され、位置決めされる。続いて供給アーム６３によって、着脱位置で待機し、かつ真空運転されているチャックテーブル１５上に、研磨を施すべき被加工面を上に向けて露出させられたワーク１が載置される。ワーク１は、チャックテーブル１５の上面に吸着して保持される。チャックテーブル１５の吸着エリアは、ワーク１の形状に応じた形状に設定されることが望ましい。なお、この実施形態のチャックテーブル１５は真空チャック式であるが、被加工面を露出した状態でワーク１を保持できる形式であれば、チャック方式はいかなる形式であってもよい。 [2] Polishing Operation Next, a method for polishing the thin plate-like workpiece 1 using the polishing apparatus 10 will be described. First, a large number of workpieces 1 are accommodated in the supply cassette 61. One of the workpieces 1 is transferred to the alignment table 62 by the transfer robot 60 and positioned. Subsequently, the workpiece 1 exposed at the attachment / detachment position and exposed to the vacuum on the chuck table 15 is placed with the work surface to be polished facing upward. The workpiece 1 is sucked and held on the upper surface of the chuck table 15. The suction area of the chuck table 15 is desirably set to a shape corresponding to the shape of the workpiece 1. Although the chuck table 15 of this embodiment is a vacuum chuck type, any type of chuck system may be used as long as the workpiece 1 can be held with the surface to be processed exposed.

次に、テーブルベース１４が壁部１２方向に移動し、ワーク１が研磨ユニット２０の下方の研磨加工位置に送り込まれる。そして、チャックテーブル１５が回転してワーク１が回転させられ、このワーク１に、送り機構３３によって下降させた研磨ユニット２０を近付けるとともに、給水管２８からスピンドルシャフト２２内に水を供給しながら、スピンドルシャフト２２を高速回転させて研磨工具５０の研磨パッド５２をワーク１の被加工面に押圧させ、研磨パッド５２によってワーク１の被加工面を研磨する。 Next, the table base 14 moves in the direction of the wall 12, and the work 1 is sent to a polishing position below the polishing unit 20. Then, the chuck table 15 is rotated and the workpiece 1 is rotated. The polishing unit 20 lowered by the feed mechanism 33 is brought close to the workpiece 1 and water is supplied from the water supply pipe 28 into the spindle shaft 22. The spindle shaft 22 is rotated at a high speed so that the polishing pad 52 of the polishing tool 50 is pressed against the processing surface of the workpiece 1, and the processing surface of the workpiece 1 is polished by the polishing pad 52.

ワーク１すなわちチャックテーブル１５の回転数や回転方向、研磨工具５０の回転数や回転方向、ならびにワーク１に対する研磨パッド５２の荷重等の運転条件は、ワーク１の材質等によって任意に設定されるが、例えば、ワーク１と研磨パッド５２は互いに反対方向に回転し、双方の回転数は５０〜５００ｒｐｍ、研磨パッド５２のワーク１に対する押圧力は５ｋＰａ〜５０ｋＰａといった条件で研磨加工される。なお、押圧力の制御は、例えばチャックテーブル１５の下方に配した力センサ（例えば日本キスラー社製：薄型力センサ９１３５Ｂ等）によって逐一計測しながら行うことが可能である。 The operating conditions such as the rotational speed and rotational direction of the workpiece 1, that is, the chuck table 15, the rotational speed and rotational direction of the polishing tool 50, and the load of the polishing pad 52 on the workpiece 1 are arbitrarily set depending on the material of the workpiece 1. For example, the workpiece 1 and the polishing pad 52 are rotated in opposite directions, the polishing speed is 50 to 500 rpm, and the pressing force of the polishing pad 52 against the workpiece 1 is 5 kPa to 50 kPa. The pressing force can be controlled while being measured, for example, by a force sensor (for example, Nippon Kistler Co., Ltd .: thin force sensor 9135B) arranged below the chuck table 15.

研磨の際に給水管２８から供給される水は、スピンドルシャフト２２内を落下して貫通孔５３を通り、その貫通孔５３に表出するワーク１の上面に落下する。そしてその水は回転するワーク１や研磨パッド５２の遠心力によって研磨パッド５２とワーク１の被加工面との間に入り込み、研磨パッド５２の摩擦熱を冷却する。なお、図２では、研磨パッド５２はワーク１よりも大きく、ワーク１の全面を覆って研磨しているが、研磨パッド５２の大きさはワーク１より小さくてもよい。しかしながら、加工効率の観点からはできるだけ研磨パッド５２は大きいものの方が好ましい。 The water supplied from the water supply pipe 28 at the time of polishing falls in the spindle shaft 22, passes through the through hole 53, and falls on the upper surface of the work 1 exposed to the through hole 53. The water enters between the polishing pad 52 and the work surface of the work 1 by the centrifugal force of the rotating work 1 and the polishing pad 52, and cools the frictional heat of the polishing pad 52. In FIG. 2, the polishing pad 52 is larger than the work 1 and covers the entire surface of the work 1, and the polishing pad 52 may be smaller than the work 1. However, it is preferable that the polishing pad 52 is as large as possible from the viewpoint of processing efficiency.

ワーク１の被加工面が所望の度合いに研磨加工されたら、研磨ユニット２０を上昇させて研磨パッド５２をワーク１から離すとともに、チャックテーブル１５の回転を停止させる。また、給水管２８からの水の供給を中断する。そして、テーブルベース１４を着脱位置に移動させるとともに、チャックテーブル１５の真空運転を停止させる。この後、ワーク１は、回収アーム６４によって洗浄装置６５内に移送されて水洗されてから水分が除去され、次いで、移送ロボット６０によって回収カセット６６内に移送、収容される。また、ノズル６７から、供給・回収位置で停止しているチャックテーブル１５に向けて洗浄水と高圧エアーが噴射され、チャックテーブル１５が洗浄される。 When the work surface of the workpiece 1 is polished to a desired degree, the polishing unit 20 is raised to separate the polishing pad 52 from the workpiece 1 and the rotation of the chuck table 15 is stopped. Further, the supply of water from the water supply pipe 28 is interrupted. Then, the table base 14 is moved to the attachment / detachment position, and the vacuum operation of the chuck table 15 is stopped. Thereafter, the workpiece 1 is transferred into the cleaning device 65 by the recovery arm 64 and washed with water, and then the water is removed. Then, the workpiece 1 is transferred and stored in the recovery cassette 66 by the transfer robot 60. Further, cleaning water and high-pressure air are jetted from the nozzle 67 toward the chuck table 15 stopped at the supply / recovery position, and the chuck table 15 is cleaned.

［３］一実施形態の作用効果
上記のようにして、研磨液である冷却用の水を、貫通孔５３を通してワーク１に供給すると、その水は、回転する研磨パッド５２やワーク１の遠心力によって、それらの回転中心から外周方向に流動しながら研磨部分を通過していく。このため、冷却用の水を、その研磨部分、すなわち研磨パッド５２の研磨面５２ｂとワーク１の被加工面との間に隙間なく十分に行き渡らせることができる。その結果、冷却が十分かつ効率的になされて面焼け等の不良品の発生が防止されるとともに、水の使用量をできるだけ少なくすることができる。 [3] Effects of One Embodiment As described above, when cooling water, which is a polishing liquid, is supplied to the workpiece 1 through the through-hole 53, the water is subjected to centrifugal force of the rotating polishing pad 52 and the workpiece 1. Thus, it passes through the polishing portion while flowing from the center of rotation toward the outer periphery. For this reason, the cooling water can be sufficiently distributed without any gap between the polishing portion, that is, the polishing surface 52 b of the polishing pad 52 and the surface to be processed of the workpiece 1. As a result, the cooling is sufficiently and efficiently performed to prevent generation of defective products such as surface burns, and the amount of water used can be reduced as much as possible.

図４は、研磨パッド５２の下面の研磨面５２ｂに、貫通孔５３から外周面に連通する放射状の水通路（研磨液通路）５４が複数形成されている例を示している。水通路５４は研磨パッド５２がフレーム５１に固着されていない部分であって、フレーム５１の下面を露出させて形成されており、この場合は十字状に形成されている。このように水通路５４を放射状に形成すると、研磨パッド５２の遠心力によって研磨液が水通路５４を通って外周方向に多く、かつ円滑に供給されるとともに、水通路５４から研磨面５２ｂに水が流動してより多くの水が供給されるので、冷却効果をより向上させることができる。 FIG. 4 shows an example in which a plurality of radial water passages (polishing liquid passages) 54 communicating from the through hole 53 to the outer peripheral surface are formed on the polishing surface 52 b on the lower surface of the polishing pad 52. The water passage 54 is a portion where the polishing pad 52 is not fixed to the frame 51, and is formed by exposing the lower surface of the frame 51. In this case, the water passage 54 is formed in a cross shape. When the water passages 54 are formed in a radial manner in this way, a large amount of polishing liquid is smoothly supplied to the outer peripheral direction through the water passages 54 by the centrifugal force of the polishing pad 52, and water is supplied from the water passages 54 to the polishing surface 52b. Since more water is supplied by flowing, the cooling effect can be further improved.

なお、上記実施形態は、本発明の研磨部材として研磨用布中にアルミナや酸化セリウム等の研磨砥粒を含浸させた研磨パッド５２が採用されているが、研磨部材はこの例に限られない。例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ポリウレタン−ポリウレアゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等のゴム系の結合材中に、同様の砥粒を分散させたいわゆる研磨砥石を研磨部材として用いることができる。その場合の研磨液は同様に水が用いられる。また、本発明では、研磨液は上記実施例のように水に限られることはなく、使用する研磨パッドに応じたものが用いられる。例えばウレタンやフェノール樹脂といった合成樹脂からなる結合材で砥粒を結合したものであって、研磨液で結合材をエッチングする必要がある研磨パッドの場合には、ＫＯＨ等の薬液が用いられる。 In the above embodiment, the polishing pad 52 in which the polishing cloth is impregnated with abrasive grains such as alumina and cerium oxide is employed as the polishing member of the present invention, but the polishing member is not limited to this example. . For example, a so-called abrasive wheel in which similar abrasive grains are dispersed in a rubber-based binder such as NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), SBR (styrene-butadiene rubber), polyurethane-polyurea rubber, silicone rubber, fluororubber, etc. It can be used as an abrasive member. In this case, water is similarly used as the polishing liquid. Further, in the present invention, the polishing liquid is not limited to water as in the above-described embodiments, and a polishing liquid corresponding to the polishing pad to be used is used. For example, in the case of a polishing pad in which abrasive grains are bonded with a binding material made of a synthetic resin such as urethane or phenol resin and the binding material needs to be etched with a polishing liquid, a chemical solution such as KOH is used.

続いて、実施例を提示して本発明の効果を実証する。
まず、研磨部材として、次の方法で研磨砥石を作製した。
結合材として直径１０〜３００μｍのゴム粉末（ＮＢＲ粉末）と、砥粒として直径０．１〜１０μｍの酸化セリウム粉末とを混合し、この混合物を５０〜３００ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で圧縮してリング形状に成形した。次いで、この圧縮成形体を１００℃〜２００℃の温度範囲で焼成し、外径：３００ｍｍ、内径：１００ｍｍのリング形状の研磨砥石を必要数得た。また、ワークとして、直径１５０ｍｍのホウケイ酸ガラスからなるガラス基板を必要数用意した。 Subsequently, examples are presented to demonstrate the effects of the present invention.
First, a polishing grindstone was produced as a polishing member by the following method.
A rubber powder (NBR powder) having a diameter of 10 to 300 μm as a binder and a cerium oxide powder having a diameter of 0.1 to 10 μm as abrasive grains are mixed, and this mixture is compressed at a pressure of 50 to 300 kg / cm ² to form a ring. Molded into shape. Next, this compression molded body was fired in a temperature range of 100 ° C. to 200 ° C., and a necessary number of ring-shaped polishing stones having an outer diameter of 300 mm and an inner diameter of 100 mm were obtained. In addition, a necessary number of glass substrates made of borosilicate glass having a diameter of 150 mm were prepared as workpieces.

作製した研磨砥石およびガラス基板を図１に示した研磨加工装置にセットし、研磨砥石でガラス基板の表面を研磨加工する下記試験１，２を行った。試験１，２に共通する条件を以下の通りとした。
・ワーク：ホウケイ酸ガラス基板（直径１５０ｍｍ）
・ワークの研磨前の表面粗さ：０．２μｍＲｙ程度
・研磨砥石の形状：外径３００ｍｍ、内径１００ｍｍのリング形状
・研磨加工位置：研磨砥石の外縁部とガラス基板の外縁部とが重なる位置 The prepared polishing grindstone and glass substrate were set in the polishing apparatus shown in FIG. 1, and the following tests 1 and 2 were performed to polish the surface of the glass substrate with the polishing grindstone. Conditions common to tests 1 and 2 were as follows.
・ Work: Borosilicate glass substrate (diameter 150mm)
・ Surface roughness before polishing of workpiece: about 0.2 μm Ry ・ Shape of grinding wheel: ring shape with outer diameter of 300 mm, inner diameter of 100 mm ・ Polishing processing position: position where outer edge of polishing wheel and outer edge of glass substrate overlap

（ｉ）研磨加工試験１
給水管を経て研磨砥石の中心から水をワークに供給しながら行った本発明の方法を採用した場合（内部給水）と、チャックテーブルの近傍に新たに設けた外部ノズルからワークの上面に向けて水を供給した本発明外の場合（外部給水）とを、水の供給量を適宜に変えて研磨加工した。上記に加えて、研磨圧（ガラス基板に対する研磨砥石の押し付け圧力）：１５０ｇ／ｃｍ^２、研磨砥石とワークとの外縁部における相対速度：３０ｍ／ｓｅｃ、研磨時間：１５０ｓｅｃを研磨加工条件に追加した。そして、これらの場合のスピンドルのモータにかかる電流値を測定するとともに、ワークに生じる面焼けについて観察した。 (I) Polishing test 1
When the method of the present invention, which is performed while supplying water to the workpiece from the center of the polishing grindstone through the water supply pipe (internal water supply), from the newly provided external nozzle near the chuck table toward the upper surface of the workpiece The case where water was supplied outside the present invention (external water supply) was polished by appropriately changing the amount of water supplied. In addition to the above, polishing pressure (pressing pressure of the polishing wheel against the glass substrate): 150 g / cm ² , relative speed at the outer edge of the polishing wheel and the workpiece: 30 m / sec, and polishing time: 150 seconds were added to the polishing conditions. . Then, the current value applied to the spindle motor in these cases was measured, and surface burns occurring on the workpiece were observed.

図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ内部給水と外部給水の結果を示しており、これによると、（ｂ）に示す外部給水では、給水量が０．７Ｌ／ｍｉｎまではモータにかかる電流値は許容範囲（概ね１０Ａ）内を示したが、０．７Ｌ／ｍｉｎ以下になると異常に上昇し、ワークの被加工面に面焼けが発生した。 5 (a) and 5 (b) show the results of internal water supply and external water supply, respectively. According to this, in the external water supply shown in (b), the motor is applied up to 0.7 L / min. The current value was within the allowable range (approximately 10 A), but when it was 0.7 L / min or less, it rose abnormally and surface burn occurred on the work surface of the workpiece.

一方、図５（ａ）に示す本発明の内部給水を行った場合には、０．２Ｌ／ｍｉｎの給水量でもワークに面焼けは発生せず、研磨加工が可能な状態が維持された。これは、遠心力によって研磨パッドの中心から外周方向に水が流動することにより、研磨部分に水が十分に行き渡り冷却効果が大幅に向上したためである。 On the other hand, when the internal water supply of the present invention shown in FIG. 5 (a) was performed, the surface was not burned even with a water supply amount of 0.2 L / min, and the state where polishing was possible was maintained. This is because water is sufficiently distributed to the polishing portion and the cooling effect is greatly improved by the flow of water from the center of the polishing pad toward the outer periphery due to the centrifugal force.

（ii）研磨加工試験２
ワークの目的加工量（研磨によって除去される厚さ）を０．７μｍに定め、内部給水および外部給水の場合における必要給水量とモータにかかる電流値とをそれぞれ測定した。なお、ワークの加工量ｗは下記のプレストン式に基づくもので、ワークに対する研磨パッドの押圧力や研磨時間を一定にした場合の加工量であり、これらの条件を適宜に変動させて加工量を一定の０．７μｍに定めた。
ｗ＝η・Ｖ・Ｐ・Ｔ
（η：定数、Ｖ：被加工物と研磨パッド間の相対速度、Ｐ：圧力、Ｔ：加工時間）
なお、相対速度や圧力が大きくなるに伴い加工量が飽和することがあるので、上記式の比例関係を保つことができない場合が多い。そこで加工量の式は次式に修正される。
ｗ＝ｆ（Ｐ，Ｖ）・Ｔ
ｆ（Ｐ，Ｖ）はＰ，Ｖの関数で、単位時間での加工量、あるいは圧力と相対速度で決められる除去率Ｅとここで定義する。この補間関数を用いることにより、測定した範囲内の任意のＰ，Ｖ値に対応する加工量を算出することができる。 (Ii) Polishing test 2
The target processing amount (thickness removed by polishing) of the workpiece was set to 0.7 μm, and the required water supply amount and the current value applied to the motor in the case of internal water supply and external water supply were measured. Note that the workpiece processing amount w is based on the following Preston equation, and is a processing amount when the pressing force of the polishing pad against the workpiece and the polishing time are made constant. The processing amount can be changed by appropriately changing these conditions. It was set to a constant 0.7 μm.
w = η ・ V ・ P ・ T
(Η: constant, V: relative speed between workpiece and polishing pad, P: pressure, T: machining time)
In addition, since the processing amount may saturate as the relative speed and pressure increase, the proportional relationship of the above formula cannot be maintained in many cases. Therefore, the processing amount formula is corrected to the following formula.
w = f (P, V) · T
f (P, V) is a function of P and V, and is defined here as a removal rate E determined by a processing amount per unit time or a pressure and a relative speed. By using this interpolation function, machining amounts corresponding to arbitrary P and V values within the measured range can be calculated.

図６はその結果を示しており、これによると、研磨加工量を同じにした場合、給水量に関しては内部給水の場合が外部給水の場合と比べて約６６％の削減が図られることが認められた。また、モータにかかる電流値は、内部給水の場合が外部給水の場合と比べて約１７％低く抑えられた。これらの結果、外部給水に比べて本発明の内部給水は、水の使用量や電力を大幅に削減することができ、低コストで環境への負担を軽減させることができることが実証された。 FIG. 6 shows the result. According to this, when the polishing amount is the same, it is recognized that the water supply amount can be reduced by about 66% in the case of internal water supply compared to the case of external water supply. It was. In addition, the current value applied to the motor was reduced by about 17% in the case of internal water supply compared to the case of external water supply. As a result, it was proved that the internal water supply of the present invention can significantly reduce the amount of water used and the electric power compared to the external water supply, and can reduce the burden on the environment at low cost.

本発明の一実施形態を好適に実施し得る研磨加工装置の斜視図である。1 is a perspective view of a polishing apparatus that can suitably implement an embodiment of the present invention. 研磨加工装置が具備する研磨ユニットの一部省略かつ一部断面側面図である。FIG. 3 is a partially omitted side view of the polishing unit included in the polishing apparatus. 研磨パッドを具備した研磨工具の斜視図である。It is a perspective view of the polishing tool provided with the polishing pad. 研磨工具の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of the grinding | polishing tool. 実施例で行った研磨加工試験１の結果であって給水量とワークの除去量との関係を示し、（ａ）は本発明の内部給水、（ｂ）は外部給水の場合を示すグラフである。It is the result of the grinding | polishing processing test 1 performed in the Example, and shows the relationship between the amount of water supply and the removal amount of a workpiece | work, (a) is the internal water supply of this invention, (b) is a graph which shows the case of external water supply. . 実施例で行った研磨加工試験２の結果であって加工量を一定とした場合の内部給水と外部給水の（ａ）給水量の違い、（ｂ）モータにかかる電流値の違いを示すグラフである。It is a graph which shows the result of the grinding | polishing processing test 2 performed in the Example, and shows the difference in the internal water supply and external water supply (a) the amount of water supply, and (b) the difference in the electric current value applied to the motor when the processing amount is constant. is there.

符号の説明Explanation of symbols

１…ワーク（被加工物）
１０…研磨加工装置
２２…スピンドルシャフト（回転軸）
５０…研磨工具
５２…研磨パッド（研磨部材）
５２ｂ…研磨パッドの研磨面
５３（５２ａ）…研磨パッドの貫通孔
５４…水通路（研磨液通路） 1 ... Work (workpiece)
10 ... Polishing device 22 ... Spindle shaft (rotating shaft)
50 ... Polishing tool 52 ... Polishing pad (polishing member)
52b ... Polishing surface of polishing pad 53 (52a) ... Through hole of polishing pad 54 ... Water passage (polishing liquid passage)

Claims

基材に砥粒が混合されて円盤状に成形され、中心を回転軸として回転しながら片面の研磨面が被加工物に押し当てられることによって該被加工物を研磨する形式の研磨部材を用いた研磨方法であって、
前記研磨部材の中心に貫通孔を形成し、該貫通孔に通した研磨液を被加工物に供給しながら該被加工物を研磨することを特徴とする研磨加工方法。 A polishing member is used in which abrasive grains are mixed with a base material and formed into a disk shape, and the polishing surface on one side is pressed against the workpiece while rotating around the center as a rotation axis. A polishing method,
A polishing method comprising: forming a through hole in the center of the polishing member; and polishing the workpiece while supplying a polishing liquid passed through the through hole to the workpiece.

前記研磨部材の前記研磨面に、前記貫通孔から外周面に連通する放射状の研磨液通路が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の研磨加工方法。 The polishing method according to claim 1, wherein a radial polishing liquid passage communicating from the through hole to the outer peripheral surface is formed on the polishing surface of the polishing member.