JP4243006B2

JP4243006B2 - ワークの研磨方法及び装置

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Publication number: JP4243006B2
Application number: JP2000158494A
Authority: JP
Inventors: 守駿二箱; 野憲明水
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Current assignee: SpeedFam Co Ltd
Priority date: 2000-05-29
Filing date: 2000-05-29
Publication date: 2009-03-25
Anticipated expiration: 2020-05-29
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ウエハやガラス基板等の実質的に円板形をしたワークの両面と外周エッジとを研磨するための手段に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ワークより小径の２つの定盤を使用して該ワークの両面を研磨する両面研磨装置は、例えば特開平１０−８０８６１号公報や特開平１０−２１７１１３号公報等に記載されているように既に公知である。これらの研磨装置は、図１０及び図１１に原理的に示すように、外周を複数の支持ローラー２で回転自在に支持された円板形ワークＷの両面に、該ワークＷの半径とほぼ等しい直径を持つ２つの定盤１，１を一端寄りの位置で押し付け、上記ワークＷを一部の支持ローラーか又はその他の駆動ローラー３で強制的に回転させながら、該ワークＷの両面を回転する２つの定盤１，１で研磨するものである。
【０００３】
このような研磨装置は、大径のワークＷを小径の定盤１，１を使用して研磨することができるため、半導体ウエハの大径化と共に研磨装置の大形化が避けられなくなって来た近年では、小形の研磨装置で大径の半導体ウエハを研磨できるものとして注目されつつある。
【０００４】
ところで、半導体ウエハのように面取り加工された外周エッジを有するワークの場合には、この外周エッジも表面と同じように研磨する必要がある。しかし、上記従来の装置では、ワークの表面しか研磨することができないため、外周エッジの研磨は別の研磨装置を使用して行わなければならなかった。このため複数の研磨装置と、各研磨装置間でワークを搬送する搬送手段などの関連機器とが必要になり、機構全体が大形化かつ複雑化して広い設置スペースを必要とするとか、研磨工程や制御機構が複雑化するなどの欠点があった。また、例えばワークの表面を研磨したあと別の装置でエッジの研磨を行うと、研磨した表面をバキュームチャックすることによって該表面に傷やシミが付き易いという問題もある。
【０００５】
そこで本発明者らは、特開平１１−２５４３０９号公報に開示されているように、一つの装置でワークの表面の研磨とエッジの研磨の両方を行うことができる複合形の研磨装置を提案した。これは、ワークの表面研磨手段と駆動手段と兼ねる一対の小径定盤と、エッジ研磨用のポリッシングローラーとを有するもので、上記一対の定盤をワークの端部寄りの位置に偏心状態に当接させて回転させることにより、これらの定盤とワークとの間の摩擦力によって該ワークを従動回転させながら、該ワークの外周に回転するポリッシングローラーを当接させて外周エッジを研磨したあと、上記ポリッシングローラーをモーターから切り離してフリー回転状態とし、その状態で上記定盤の回転数を上げることによってワークの両面を研磨するものである。
【０００６】
このような複合形の研磨装置によれば、ワークの表面研磨とエッジの研磨の両方を一つの装置内で行うことができるため、非常に簡略的かつ効率的であると共に、エッジの研磨時にチャックによって研磨済みの表面を傷付けるといったような問題もなく、それ以前の装置が持っていた各種の欠点をほぼ全て解消することができる。
【０００７】
しかしながら、上記複合形の研磨装置は、外周エッジを研磨する際のワークの駆動を、該ワークの端部寄りの位置に偏心状態に当接して回転する定盤により行っているため、該定盤とワークとが相互に摺接しながら相対的に回転することになって、定盤の回転速度に比べてワークの回転速度が遅くなり、該ワークの回転速度を上げるのが比較的難しい。このため、より効率的なワークの駆動方式とそれを実現するための簡単で具体的な機構の提案が望まれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、ワークの表面研磨と外周エッジの研磨の両方を行うことができる複合形の研磨装置において、ワークの外周エッジを研磨する際には、定盤により該ワークを相互間に摺接と回転速度差とを生じることなく簡単かつ効率良く駆動することができ、かつワークの表面を研磨する際には、定盤によりワークを摺接状態で駆動できるように構成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、円板形ワークの外周に当接して該ワークを中心軸線の回りに回転自在に支持する複数の支持ローラーと、上記ワークの両面を研磨する該ワークより小径の相対する一対の研磨用定盤と、上記ワークの外周エッジを研磨するエッジ研磨機構とを備えた研磨装置を使用し、上記一対の定盤をワークの両面中央部に同心状に当接させて互いに同方向に回転させることにより、これらの定盤を駆動手段としてワークを回転させながら、該ワークの外周エッジを上記エッジ研磨機構で研磨したあと、上記一対の定盤をワークの半径方向一端部寄りの位置に移動させて該ワークの両面に当接させ、これらの定盤を互いに同方向に回転させることにより、摩擦力でワークを従動回転させながらこれら２つの定盤でワークの両面を研磨することを特徴とするワークの研磨方法が提供される。
【００１０】
上述した本発明の方法によれば、一つの装置でワークの両表面と外周エッジとの両方を研磨することができる。そして、外周エッジの研磨時には、２つの定盤をワークの両面中央部に同心状に当接させて該ワークを駆動回転させることにより、これら定盤とワークとの間に摺接と回転速度差とを生じることなく、該定盤の回転力をワークに直接伝えて該ワークを簡単かつ効率良く駆動回転させることができ、また、両表面の研磨時には、定盤を偏心位置に移動させることにより、ワークを摺動状態で従動回転させながらその表面を研磨することができる。
【００１１】
本発明において好ましくは、上記２つの定盤でワークの両面を研磨する工程中に、これらの定盤とワークとを該ワークの半径方向に相対的に揺動させることである。
【００１２】
また、上記方法を実施するため本発明によれば、円板形ワークの外周に当接して該ワークを中心軸線の回りに回転自在に支持する複数の支持ローラーと、上記ワークの両側に配設されて該ワークの表面を研磨するための研磨手段と該ワークを回転させるための駆動手段とを兼ねる、上記ワークよりも小径の相対する一対の研磨用定盤と、これらの定盤を駆動回転させるモーターと、上記ワークの外周エッジを研磨するためのエッジ研磨機構と、上記エッジ研磨機構によるワークエッジの研磨時には、２つの定盤がワークの中心部に同心状に当接して該ワークを回転させるための駆動位置を占め、かつ２つの定盤によるワーク表面の研磨時には、これらの定盤がワークの半径方向一端寄りの位置に偏心状態に当接して該ワークを研磨するための研磨位置を占めるように、上記２つの定盤とワークとを相対的に移動させる移動機構と、を有することを特徴とするワークの研磨装置が提供される。
【００１３】
本発明の具体的な実施形態によれば、上記移動機構が、機体に取り付けられてワークの半径に沿う方向に延びるリニアガイドと、該リニアガイドに沿って移動自在の可動テーブルと、該可動テーブルを上記リニアガイドに沿って移動させるテーブル移動手段とを有していて、上記可動テーブル上に上記各支持ローラー又は一対の定盤が、該可動テーブルと一緒に移動するように支持されている。
【００１４】
本発明において好ましくは、２つの定盤によるワーク表面の研磨時にこれらの定盤とワークとを該ワークの半径方向に相対的に揺動させる揺動機構を備えていることである。そしてこの揺動機構は、上記移動機構によって兼ねさせることができる。
【００１５】
本発明の他の具体的な実施形態によれば、上記エッジ研磨機構が、研磨帯でワークの外周部両面の２つの傾斜面を研磨する傾斜面研磨部と、研磨帯でワークの周側面を研磨する周側面研磨部とからなっていて、これらの傾斜面研磨部及び周側面研磨部が互いに異なる位置に配置されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。図１及び図２には本発明に係る両面研磨装置の第１実施例が示されている。この研磨装置１０Ａは、鉛直な中心軸線の回りに回転自在に支持された円板形のワークＷの両面を、その半径方向一端寄りの相対する位置において、鉛直な中心軸線の回りに駆動回転される上下一対の研磨用定盤１１ａ，１１ｂで研磨すると共に、上記ワークＷの面取り加工された外周エッジを、エッジ研磨機構１２で研磨するように構成されたもので、その具体的構成は次のとおりである。
【００１７】
上記研磨装置１０Ａは、種々の断面形状の型材を組み合わて形成された機体１３を有し、この機体１３に、上述した上下一対の定盤１１ａ，１１ｂが支持されている。これらの定盤１１ａ，１１ｂは、金属製又はセラミック製の基板の表面全体に研磨パッドを貼着したもので、その直径が、ワークＷの半径よりは大きいが直径よりは小さく形成されている。好ましくは、ワークＷの半径とほぼ同じか又はそれより僅かに大きい直径とすることである。
【００１８】
上記２つの定盤１１ａ，１１ｂのうち下方に位置する第１定盤１１ａは、下向きに延びる駆動軸１５ａを有し、この駆動軸１５ａが機体１３に固定された支持部材１６に回転自在に支持されると共に、該支持部材１６に取り付けられた駆動用のモーター１７に連結され、このモーター１７により定位置で駆動回転されるようになっている。
【００１９】
また、上方に位置する第２定盤１１ｂは、上向きに延びる駆動軸１５ｂを有していて、この駆動軸１５ｂが支持部材１９に回転自在に支持されると共に、該支持部材１９に取り付けられた駆動用のモーター２０に連結されて該モーター２０で駆動回転されるようになっており、さらに、上記支持部材１９が定盤昇降機構２１に支持されることにより、この定盤昇降機構２１で昇降させられるようにもなっている。
【００２０】
上記定盤昇降機構２１は、機体１３上に立設された支持フレーム２３と、この支持フレーム２３に固定的に取り付けられて鉛直方向に延びるレール状のリニアガイド２４と、このリニアガイド２４に沿って移動自在のスライドテーブル２５と、該スライドテーブル２５を上記リニアガイド２４に沿って昇降させる駆動手段２６とで構成されている。この駆動手段２６はエアシリンダーにより構成されていて、ワークＷの搬入時や搬出時に上記第２定盤１１ｂを上下動させたり、研磨時に第２定盤１１ｂを加圧することによって両定盤１１ａ，１１ｂに所要の加工圧を発生させたりするものである。従ってこの駆動手段２６は、両定盤を必要な加工圧でワークＷに押し付けるための加圧手段をも兼ねるものである。
【００２１】
上記機体１３にはまた、上記ワークＷに隣接する位置に、該ワークＷの面取り加工された外周エッジを研磨するための上記エッジ研磨機構１２が設けられている。このエッジ研磨機構１２は、鉛直軸線の回りに駆動回転される円筒形のエッジ研磨ドラム２９を有していて、このエッジ研磨ドラム２９の外周面に貼着された研磨パッドでワークＷの外周エッジを研磨するものである。上記研磨ドラム２９は、下向きに延びるドラム軸２９ａを有し、このドラム軸２９ａが支持部材３０に回転自在に支持されると共に、該支持部材３０に取り付けられた駆動用のモーター３１にクラッチ３２を介して切り離し自在に連結されており、また、上記支持部材３０がドラム昇降機構３３に支持されることにより、ワークとの接触位置を変えるためにこのドラム昇降機構３３で昇降自在となっている。なお、この研磨ドラムの外周面にはワークＷの外周部が密に嵌合する研磨用の溝を複数本設け、これらの溝を選択的に使用することによってワークの外周エッジを研磨することもできる。
【００２２】
上記ドラム昇降機構３３は、機体１３に回転自在に取り付けられて鉛直方向に延びるボールねじ３４と、このボールねじ３４に螺合してその回転により該ボールねじ３４に沿って上下動するナット部材３５と、上記ボールねじ３４を回転させるモーター３６とを有するもので、上記ナット部材３５が上記支持部材３０に結合されている。従ってこの構成により、上記ボールねじ３４を駆動してナット部材３５を昇降させることで、上記支持部材３０すなわちエッジ研磨ドラム２９をこのナット部材３５と一緒に昇降させることができる。
【００２３】
上記ワークＷの研磨領域には、該ワークＷと上記定盤１１ａ，１１ｂ及びエッジ研磨ドラム２９の回りを取り囲むように研磨槽３９が設けられ、この研磨槽３９の中でワークＷの研磨が行われるようになっている。この研磨槽３９はほぼ矩形に近い平面形状をしていて、その内部が深さの浅い第１部分３９ａと深さの深い第２部分３９ｂとに区画され、第１部分３９ａに上記ワークＷと上下の定盤１１ａ，１１ｂとが収容されると共に、第２部分３９ｂに上記エッジ研磨ドラム２９が収容されている。そして、第１定盤１１ａの駆動軸１５ａは、上記第１部分３９ａで研磨槽３９の槽底をシール状態に貫通して槽外に延出し、またエッジ研磨ドラム２９のドラム軸２９ａは、第２部分３９ｂで同様に槽底をシール状態に貫通して槽外に延出し、それぞれモーターに連結されている。
【００２４】
上記研磨槽３９の内部には、上記ワークＷの外周に接触して該ワークＷを軸線の回りに回転自在に支持する複数の支持ローラー４０が取り付けられている。これらの支持ローラー４０は、それぞれアーム４１の先端に回転自在なるように支持されていて、各アーム４１が研磨槽３９の槽底に取り付けられている。これらの支持ローラー４０は、その少なくとも一部が、ワークＷの搬入時や搬出時にその作業の邪魔にならないように、アーム４１の旋回又は移動等によって非支持位置に変移できるようになっていることが望ましい。また、これらの支持ローラー４０は、ワークが嵌合する溝や段部等を外周に備えた溝付きローラーであっても良い。
【００２５】
上記研磨槽３９とエッジ研磨ドラム２９とは、共通の移動機構４３に取り付けられていて、この移動機構４３により、図２に示すように、支持アーム４１に支持されたワークＷの中心Ｏ₁ と定盤１１ａ，１１ｂの中心Ｏ₂ とを結ぶ直線Ｌに沿って該ワークＷの半径方向に一緒に移動できるようになっている。そして、その移動によりワークが２つの定盤に対して相対的に変移し、該ワークの外周エッジの研磨時には、図２に鎖線で示すように、２つの定盤１１ａ，１１ｂがワークＷの中心部に同心状に当接して該ワークを回転させるための駆動位置を占め、また定盤によるワーク表面の研磨時には、図２に実線で示すように、２つの定盤１１ａ，１１ｂがワークＷの半径方向一端寄りの位置に偏心状態に当接して該ワークを研磨するための研磨位置を占めるようになっている。
【００２６】
上記移動機構４３は、機体１３に水平に取り付けられてワークＷの半径（直線Ｌ）に沿う方向に延びるレール状のリニアガイド４４と、該リニアガイド４４に沿って移動自在の可動テーブル４５と、該可動テーブル４５を上記リニアガイド４４に沿って往復動させるテーブル駆動手段４６とを有するもので、上記可動テーブル４５上に上記研磨槽３９とエッジ研磨機構１２の支持部材３０とが取り付けられている。従って、上記可動テーブル４５を駆動手段４６で移動させることにより、上記研磨槽３９を介してワークＷが所定の距離移動させられ、それと一緒に研磨ドラム２９も移動する。この場合、上記２つの定盤１１ａ，１１ｂは移動しないため、研磨槽３９と該研磨槽３９の槽底を貫通して外部に延出している上記第２定盤１１ｂの駆動軸１５ｂとは、シール状態のまま相対的に移動できるように関係付けられている。
【００２７】
また、上記テーブル駆動手段４６は、機体１３に回転自在に取り付けられて上記リニアガイド４４と平行に延びるボールねじ４７と、このボールねじ４７に螺合してその回転により該ボールねじ４７に沿って上下動するナット部材４８と、上記ボールねじ４７を回転させるモーター４９とを有するもので、上記ナット部材４８が上記可動テーブル４５に結合されている。従って、上記ボールねじ４７を駆動してナット部材４８を前後動させることで、上記可動テーブル４５を移動させることができる。
【００２８】
上記移動機構４３はさらに、２つの定盤によるワーク表面の研磨時に、これらのワークＷと定盤１１ａ，１１ｂとを該ワークＷの半径方向に相対的に揺動させるための揺動手段を兼ねている。
【００２９】
上記構成を有する両面研磨装置１０Ａにおいて、各支持ローラー４０に支持されたワークＷには、２つの定盤１１ａ，１１ｂによる上下両面の研磨と、エッジ研磨ドラム２９による外周エッジの研磨とが施される。この場合、両方の研磨を同時に行っても、前後に時間をずらして別々に行っても良いが、ここでは外周エッジの研磨を先に行い、両面の研磨を後から行う場合について説明する。また、上記研磨を行う場合、加工部分には研磨液が供給されるが、この研磨液の供給機構については公知の機構が用いられているため、図示は省略されている。
【００３０】
上記外周エッジの研磨に当たっては、図２に鎖線で示すように上下２つの定盤１１ａ，１１ｂがワークＷと同心の駆動位置を占めるように、該ワークＷが移動機構４３により研磨槽３９を介して直線Ｌに沿って移動される。そして、その位置で上方の第２定盤１１ｂが下降することにより両定盤１１ａ，１１ｂがワークＷの中心部両面に所定の圧力で当接し、互いに同じ方向に等速で回転することにより、ワークＷを駆動回転させる。そしてこの状態で、ワークＷの外周に当接する上記エッジ研磨ドラム２９をモーター３１で駆動回転させることにより、該ワークＷの外周エッジを研磨する。このとき、研磨ドラム２９の回転方向はワークＷの回転方向と同じであっても逆であっても良いが、逆方向に回転させる場合、つまり互いに摺接する外周部分の回転方向が同じである場合は、研磨ドラム２９又はワークＷのどちらかを他方より十分早い速度で回転させることが望ましい。また、上記定盤１１ａ，１１ｂの回転力はワークＷに直接伝達され、それらの間に滑りによる回転速度差が生じないため、定盤１１ａ，１１ｂの回転速度とワークＷの回転速度は同じになる。従って、定盤の回転数を変更することにより、ワークの回転速度を簡単にしかも精度良くコントロールすることができる。
【００３１】
上記外周エッジの研磨が終わると、両定盤１１ａ，１１ｂ及びエッジ研磨ドラム２９の回転を一旦停止し、クラッチ３２の開放によりドラム軸２９ａをモーター３１から切り離してエッジ研磨ドラム２９をフリー回転状態にすると共に、移動機構４３によりワークＷを、２つの定盤１１ａ，１１ｂが該ワークの半径方向一端寄りの研磨位置を占めるように移動させる。このとき、上方の第２定盤１１ｂを上昇させてワークから離間させるか、または僅かに上昇させることによって両定盤１１ａ，１１ｂによる加圧力を小さくしておくことが望ましい。続いて、両定盤１１ａ，１１ｂを所定の加圧力でワークＷに押し付けて相互に同じ方向に回転させることにより、該ワークＷの両面を研磨する。このときワークＷは、定盤１１ａ，１１ｂとの間の摩擦力で一定方向に従動回転しながらこれら両定盤に摺接し、その表面が研磨される。また、上記移動機構４３を揺動機構として動作させ、研磨槽３９をリニアガイド４４に沿ってゆっくりと往復揺動させることにより、この研磨槽３９内の支持ローラー４０に支持された上記ワークＷを定盤１１ａ，１１ｂに対して半径方向に揺動させるようにする。このとき研磨ドラム２９も一緒に揺動する。これによりワークＷと２つの定盤１１ａ，１１ｂとは、該ワークＷの半径方向に相対的に位置を変えながら摺接するため、該ワークＷの半径方向の各点における摺接長がほぼ均一化され、表面全体が均一に加工されることになる。
【００３２】
なお、上記ワークＷの揺動ストロークは、図２においてワークＷの中心Ｏ₁ と定盤１１ａ，１１ｂの中心Ｏ₂ との間の距離より小さい。
また、上記エッジ研磨ドラム２９は、ワークＷに対して接離自在なるように設置し、該ワークの表面研磨時にはエッジから離間させるようにしても良い。
【００３３】
図３及び図４は本発明の第２実施例を示すもので、この第２実施例の研磨装置１０Ｂが上記第１実施例と異なる点は、第１実施例では移動機構４３でワークＷを移動させるようにしているのに対し、この第２実施例では、上下２つの定盤１１ａ，１１ｂを移動させるようにしている点である。
【００３４】
即ち、研磨槽３９とエッジ研磨機構１２とが機体１３の定位置に固定され、上下２つの定盤１１ａ，１１ｂが１組の移動機構５０に支持されている。この移動機構５０は、機体１３に水平に取り付けられてワークＷの半径に沿う方向に延びるレール状のリニアガイド５１と、このリニアガイド５１に沿って移動自在の可動テーブル５２と、該可動テーブル５２を上記リニアガイド５１に沿って往復揺動させるテーブル駆動手段５３とを有し、上記可動テーブル５２に下方の第１定盤１１ａ及びモーター１７を支持する支持部材１６と、上方の第２定盤１１ｂ及び定盤昇降機構２１を支持する支持フレーム２３とが載置されている。従って、上記可動テーブル５２を駆動手段５３で移動させることにより、２つの定盤１１ａ，１１ｂをワークＷの半径方向に移動させることができる。この移動機構５０はまた、ワークＷの表面研磨時に該ワークＷと定盤１１ａ，１１ｂとを相対的に揺動させるための揺動機構を兼ねている。
【００３５】
第２実施例の上記以外の構成及び作用については実質的に第１実施例と同じであるから、主要な同一構成部分に第１実施例と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３６】
上記各実施例では、第１定盤１１ａと第２定盤１１ｂとが互いに同じ大きさを有しているが、それらは必ずしも同じ大きさである必要はなく、図５に示すように何れか一方、例えば第２定盤１１ｂを第１定盤１１ａより小さくすることもできる。このように一方の定盤を小径とした場合には、その側からのワークＷの搬入及び搬出作業が容易になる。
【００３７】
また上記各実施例では、ワークの外周エッジを研磨する手段として、円筒の外周面に研磨パッドを貼着した研磨ドラム２９が示されているが、その他の機構を用いることができる。図６及び図７には、エッジ研磨機構の他の例として、研磨パッド等の柔軟な研磨素材からなる研磨帯６０を使用するものが示されている。このエッジ研磨機構１２Ａは、ワークＷの外周部両面に形成されている２つの傾斜面Ｅ１，Ｅ２を研磨するための傾斜面研磨部６１と、これらの傾斜面Ｅ１，Ｅ２間に位置するワーク周側面Ｅ３を研磨するための周側面研磨部６２とからなっていて、これらの傾斜面研磨部６１及び周側面研磨部６２が、研磨槽３９の内部のワークＷを挟んで互いに反対側の位置に設置されている。
【００３８】
上記傾斜面研磨部６１は、ワークＷの第１面に形成された傾斜面Ｅ１を研磨する第１機構部６１ａと、反対側の第２面に形成された傾斜面Ｅ２を研磨する第２機構部６１ｂとを有している。これらの機構部６１ａ，６１ｂはそれぞれ、研磨帯６０をうず巻き状に巻いたリール６３と、このリール６３から研磨帯６０を繰り出す繰出ローラー６４と、これらのリール６３と繰出ローラー６４との間に位置して繰り出された研磨帯６０をワークＷの傾斜面Ｅ１，Ｅ２に押し付ける研磨ヘッド６５と、繰り出された研磨帯６０をガイドするガイドローラー６６とを有し、研磨帯６０を除く各部材が共通の支持フレーム６７に取り付けられている。上記各研磨ヘッド６５は、ワークＷの傾斜面Ｅ１，Ｅ２と平行な押圧面６５ａを有していて、この押圧面６５ａで研磨帯６０を傾斜面Ｅ１，Ｅ２に押し付けるもので、２つの研磨ヘッド６５，６５がそれぞれ、ブラケット６８によって上記支持フレーム６７に互いに対称をなすように取り付けられ、これらの研磨ヘッド６５，６５によってワーク両面の傾斜面Ｅ１，Ｅ２を同時に研磨できるようになっている。また、上記支持フレーム６７は、研磨ヘッド６５，６５がワークＷに対して接離する方向に移動できるようになっている。
【００３９】
一方の周側面研磨部６２は、研磨帯６０をうず巻き状に巻いたリール７０と、このリール７０から研磨帯６０を繰り出す繰出ローラー７１と、これらのリール７０と繰出ローラー７１との間に位置して繰り出された研磨帯６０をワークＷの周側面Ｅ３に押し付ける研磨ヘッド７２と、繰り出された研磨帯６０をガイドするガイドローラー７３とを有し、研磨帯６０を除く各部材が支持フレーム７４に取り付けられている。上記研磨ヘッド７２は、ワークの周側面と平行な押圧面７２ａを有していて、この押圧面７２ａで研磨帯６０を周側面Ｅ３に押し付けるもので、２つのブラケット７５，７５によって上記支持フレーム７４に取り付けられている。この支持フレーム７４は、研磨ヘッド６５がワークｗに対して接離する方向に移動自在となっている。また、この周側面研磨部６２は、上記研磨ヘッド７２を除けば基本的に上記傾斜面研磨部６１と同じ部材により構成されていて、研磨ヘッド７２を傾斜面研磨用の研磨ヘッド６５，６５と交換して研磨帯６０の経路を変更することにより、傾斜面研磨部６１として使用することができるようになっている。
【００４０】
このようなエッジ研磨機構１２ＡでワークＷの外周エッジを研磨する時は、傾斜面研磨部６１と周側面研磨部６２とによってワーク両面の傾斜面Ｅ１，Ｅ２と周側面Ｅ３とが同時に研磨される。そして、エッジの研磨が終わってワーク表面の研磨を行う場合は、これらの傾斜面研磨部６１と周側面研磨部６２とはそれぞれ、支持フレーム６７，７４の変移によりワークＷから離間させられる。
【００４１】
上記各実施例では、ワークＷ及び定盤１１ａ，１１ｂを水平に配置してそれぞれ鉛直軸線の回りに回転させながら研磨するように構成しているが、ワークＷと両定盤１１ａ，１１ｂとを鉛直に配置してそれぞれ水平軸線の回りに回転させながら研磨するように構成することもできる。
【００４２】
図８及び図９にはこのような縦形の研磨装置の要部が概略的に示されている。図中８０は研磨槽で、その内部にワークＷを縦向きに支持する支持ローラー８１が取り付けられると共に、該ワークＷの両面を研磨する第１及び第２の２つの定盤８２ａ，８２ｂが相対するように収容され、これらの定盤８２ａ，８２ｂの駆動軸８３は、研磨槽８０の槽壁を液密かつ相対的に移動自在なるように貫通して槽外に延出し、図示しないモーターに連結されている。また、上記研磨槽８０の内部にはエッジ研磨ドラム８４が水平軸線の回りで回転するように収容され、そのドラム軸８４ａが研磨槽８０の槽壁を液密に貫通して槽外に延出し、図示しないモーターに連結されている。そして、上記研磨槽８０及びエッジ研磨ドラム８４を第１実施例にあるような揺動機構を兼ねる移動機構４３に支持させることにより、ワークＷを移動及び揺動させることができ、２つの定盤８２ａ，８２ｂを第２実施例のような揺動機構を兼ねる移動機構（図示せず）に支持させることにより、これらの定盤８２ａ，８２ｂを移動及び揺動させることができる。
【００４３】
上記各実施例では、定盤１１ａ，１１ｂ，８２ａ，８２ｂとして基板の表面全体に研磨パッドを貼着した円板形のものが例示されているが、定盤は円環状であっても良い。
また、上記各実施例において、研磨槽内にワーク及び上下の定盤が浸漬する程度に研磨液を収容し、この研磨液中でワークを研磨することもできる。
【００４４】
【発明の効果】
このように本発明によれば、ワークの表面研磨と外周エッジの研磨の両方を行うことができる複合形の研磨装置において、外周エッジの研磨時に、２つの定盤によりワークを、相互間に摺接と回転速度差とを生じることなく簡単かつ効率良く駆動回転させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る両面研磨装置の第１実施例を示す要部断面図である。
【図２】上記研磨装置の要部の平面図である。
【図３】本発明に係る両面研磨装置の第２実施例を示す要部断面図である。
【図４】上記研磨装置の要部の平面図である。
【図５】定盤の変形例を示す要部側面図である。
【図６】本発明に用いるエッジ研磨機構の他例を示す要部平面図である。
【図７】図６の側断面図である。
【図８】本発明の第３実施例を概略的に示す要部断面図である。
【図９】図８の側面図である。
【図１０】従来の両面研磨装置を原理的に示す正面図である。
【図１１】図１０の側面図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ研磨装置
１１ａ，１１ｂ，８２ａ，８２ｂ定盤
１２，１２Ａエッジ研磨機構
１３機体
１７，２０モーター
４０，８１支持ローラー
４３，５０移動機構
４４，５１リニアガイド
４５，５２可動テーブル
４６，５３テーブル移動手段
６０研磨帯
６１傾斜面研磨部
６２周側面研磨部
Ｗワーク
Ｅ１，Ｅ２傾斜面
Ｅ３周側面

Claims

円板形ワークの外周に当接して該ワークを中心軸線の回りに回転自在に支持する複数の支持ローラーと、上記ワークの両面を研磨する該ワークより小径の相対する一対の研磨用定盤と、上記ワークの外周エッジを研磨するエッジ研磨機構とを備えた研磨装置を使用し、上記一対の定盤をワークの両面中央部に同心状に当接させて互いに同方向に回転させることにより、これらの定盤を駆動手段としてワークを回転させながら、該ワークの外周エッジを上記エッジ研磨手段で研磨したあと、上記一対の定盤をワークの半径方向一端部寄りの位置に移動させて該ワークの両面に偏心状態に当接させ、これらの定盤を互いに同方向に回転させることにより、摩擦力でワークを従動回転させながらこれら２つの定盤でワークの両面を研磨することを特徴とするワークの研磨方法。
請求項１に記載の研磨方法において、上記２つの定盤でワークの両面を研磨する工程中に、これらの定盤とワークとを該ワークの半径方向に相対的に揺動させることを特徴とするもの。
円板形ワークの外周に当接して該ワークを中心軸線の回りに回転自在に支持する複数の支持ローラーと、
上記ワークの両側に配設されて該ワークの表面を研磨するための研磨手段と該ワークを回転させるための駆動手段とを兼ねる、上記ワークよりも小径の相対する一対の研磨用定盤と、
これらの定盤を駆動回転させるモーターと、
上記ワークの外周エッジを研磨するためのエッジ研磨機構と、
上記エッジ研磨機構によるワークエッジの研磨時には、２つの定盤がワークの中心部に同心状に当接して該ワークを回転させるための駆動位置を占め、２つの定盤によるワーク表面の研磨時には、これらの定盤がワークの半径方向一端部寄りの位置に偏心状態に当接して該ワークを研磨するための研磨位置を占めるように、上記２つの定盤とワークとを相対的に移動させる移動機構と、
を有することを特徴とするワークの研磨装置。
請求項３に記載の研磨装置において、上記移動機構が、機体に取り付けられてワークの半径に沿う方向に延びるリニアガイドと、該リニアガイドに沿って移動自在の可動テーブルと、該可動テーブルを上記リニアガイドに沿って移動させるテーブル移動手段とを有していて、上記可動テーブル上に上記各支持ローラー又は一対の定盤が該可動テーブルと一緒に移動するように支持されていることを特徴とするもの。
請求項３又は４に記載の研磨装置において、２つの定盤によるワーク表面の研磨時にこれらの定盤とワークとを該ワークの半径方向に相対的に揺動させる揺動機構を備えていることを特徴とするもの。
請求項５に記載の研磨装置において、上記移動機構が揺動機構を兼ねていることを特徴とするもの。
請求項３に記載の研磨装置において、上記エッジ研磨機構が、研磨帯でワークの外周部両面の２つの傾斜面を研磨する傾斜面研磨部と、研磨帯でワークの周側面を研磨する周側面研磨部とからなっていて、これらの傾斜面研磨部及び周側面研磨部が互いに異なる位置に配置されていることを特徴とするもの。