JP5970955B2 - Polishing table, polishing apparatus using the polishing table, and stamping apparatus for manufacturing the polishing table - Google Patents
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Description
本発明は、研磨テーブル、研磨テーブルを用いた研磨装置、及び、研磨テーブルを製造するため打刻装置に関する。 The present invention relates to a polishing table, a polishing apparatus using the polishing table, and a stamping apparatus for manufacturing the polishing table.
ロー・バー状態の薄膜磁気ヘッドの浮上面(ABS、Air Bearing Surface)などを研磨するために用いられる研磨装置については、従来より、種々の構造のものが提案され、実用に供されている。例えば、特許文献1の研磨装置は、磁気ヘッド用であって、少なくとも二つの研磨テーブルと、移動可能かつ昇降可能な研磨ヘッドとを有する。二つの研磨テーブルは、被研磨物に対する相対的な移動速度およびその表面状態の少なくとも一方がそれぞれ異なり、研磨ヘッドは、被研磨物を変形可能に保持し、研磨テーブルにおける研磨面に対して被研磨物を押圧するものである。
As for polishing apparatuses used for polishing the air bearing surface (ABS, etc.) of a thin bar magnetic thin film magnetic head, various structures have been proposed and put into practical use. For example, the polishing apparatus of
特許文献2には、複合材料の研磨方法であって、研磨テーブルの研磨面に、その回転駆動軸に対して同心円状または螺旋状となる溝(グルーブ)を形成し、研磨テーブルの研磨面に砥粒を埋め込んでおき、研磨時に、複合材料の被研磨面に潤滑液を供給する研磨方法が開示されている。
特許文献3には、凹曲面状の加工面に、砥粒を保持するグルーブが同心円状または螺旋状に設けられてなる研磨装置が開示されている。
特許文献4の研磨装置は、研磨テーブルの表面に、被研磨物の特定面と接触する研削用ペレットを複数埋設し、被研磨物の特定面を研削用ペレットに接触させた状態で、被研磨物を揺動させるものである。 In the polishing apparatus of Patent Document 4, a plurality of grinding pellets that are in contact with a specific surface of an object to be polished are embedded on the surface of the polishing table, and the specific surface of the object to be polished is in contact with the pellets for polishing. A thing is rocked.
ところで、特許文献2および3に開示されているように、従来、この種の研磨装置では、研磨テーブルの研磨面に、溝(グルーブ)を同心円状または螺旋状に形成し、このグルーブに余分な砥粒を逃がすとともに、ランド(溝を除いた面領域)に適量の砥粒を残存させることにより、研磨を行う手法が採られている。
By the way, as disclosed in
例えば、薄膜磁気ヘッドの浮上面の研磨工程において、ロー・バー保持手段は、研磨加工中に軸回転する研磨テーブルの略半径方向に往復運動を行う。ここで、ロー・バー保持手段の往復運動は、2箇所の終端において一時的に停止するため、停止位置における研磨が時間的に長く行われることにより、ロー・バーの被研磨面に筋状研磨痕が残る。ロー・バーに、筋状研磨痕が残ると、ロー・バーを切断分割して薄膜ヘッドスライダとしたとき、薄膜ヘッドスライダにも、ばらついた形で筋状研磨痕が残り、フライングハイト(浮上高)性能の低下、および、歩留まり低下の原因となる。従って、研磨装置には、被研磨物に筋状研磨痕が残らないような構造を有することが求められる。 For example, in the polishing process of the air bearing surface of the thin film magnetic head, the row bar holding means performs a reciprocating motion in a substantially radial direction of a polishing table that rotates axially during polishing. Here, since the reciprocating motion of the row bar holding means is temporarily stopped at the two end points, the polishing at the stop position is performed for a long time, so that the surface of the row bar to be polished is linearly polished. Marks remain. If streaky polishing marks remain on the row bar, when the row bar is cut and divided into thin film head sliders, streaky polishing marks remain on the thin film head slider in a dispersed manner, and flying height (flying height) ) It causes a decrease in performance and a decrease in yield. Accordingly, the polishing apparatus is required to have a structure that does not leave streak-like polishing marks on the object to be polished.
しかし、特許文献1乃至4に開示されている発明では、上述した要請に充分応えることができない。
However, the inventions disclosed in
本発明の課題は、研磨痕の残存を最小限に抑えうる研磨テーブル、前記研磨テーブルを用いた研磨装置、及び、前記研磨テーブルを製造するため打刻装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a polishing table capable of minimizing the remaining polishing marks, a polishing apparatus using the polishing table, and a stamping apparatus for manufacturing the polishing table.
本発明のもう1つの課題は、製品歩留まりを向上しうる研磨テーブル、前記研磨テーブルを用いた研磨装置、及び、前記研磨テーブルを製造するため打刻装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a polishing table capable of improving the product yield, a polishing apparatus using the polishing table, and a stamping apparatus for manufacturing the polishing table.
上述した課題を解決するため、本発明に係る研磨テーブルは、ランドと、複数のドットとを含む。ランドと、ドットとを含む研磨テーブルであって、ドットは、研磨面に開口端を有する有底孔であり、複数個が互いに間隔を隔てて配置されている。ランドは、研磨面において、ドットを除いた面領域である。 In order to solve the above-described problem, the polishing table according to the present invention includes a land and a plurality of dots. A polishing table including lands and dots, wherein the dots are bottomed holes having an open end on a polishing surface, and a plurality of dots are arranged at intervals. The land is a surface area excluding dots on the polished surface.
上述したように、本発明に係る研磨テーブルを構成するドットは、研磨面に開口端を有する有底孔であるから、このドットに余分な砥粒を逃がすことにより、ランドに適量の砥粒を残存させて、研磨を行うことができる。 As described above, since the dots constituting the polishing table according to the present invention are bottomed holes having open ends on the polishing surface, an appropriate amount of abrasive grains can be applied to the lands by letting excess abrasive grains escape to the dots. It can be left and polished.
本発明に係る研磨テーブルにおいて、ランドは、複数のドットの間隔に現れているから、ドットの開設数に応じて研磨面において研磨作用を有するランドの面積が調節される。その結果、例えば、回転速度の早い研磨面の外周側にドットを狭ピッチで設けることにより、ランドの面積を小さくし、内外周で研磨に用いる面積を同一とし、もって均一な研磨を行うことが可能となる。従って、製品歩留まりを向上することができる。 In the polishing table according to the present invention, since the lands appear at intervals of a plurality of dots, the area of the lands having a polishing action on the polishing surface is adjusted according to the number of established dots. As a result, for example, by providing dots at a narrow pitch on the outer peripheral side of the polishing surface having a high rotational speed, the land area can be reduced, and the same area can be used for polishing on the inner and outer periphery, thereby performing uniform polishing. It becomes possible. Therefore, the product yield can be improved.
ドットは、複数個が互いに間隔を隔てて配置されており、ランドは、研磨面において、ドットを除いた面領域である。この構成によると、ランドは、ドット間の間隔に現れるから、研磨テーブルを回転させたとき、ドットとランドとが被研磨物に対して交互に現れる。違う言葉で表現すれば、ランドは、連続するリング状ではなく、断続的(不連続)に設けられているから、被研磨物に対して断続的に接触することが可能となり、その結果、筋状研磨痕の発生を最小限に抑えることができる。 A plurality of dots are arranged spaced apart from each other, and the land is a surface area excluding the dots on the polished surface. According to this configuration, since the lands appear at intervals between dots, when the polishing table is rotated, the dots and lands appear alternately on the object to be polished. In other words, the land is not a continuous ring, but is provided intermittently (discontinuously), so that it is possible to contact the object to be polished intermittently. The generation of the shape polishing marks can be minimized.
本発明に係る研磨装置は、上述した研磨テーブルと、回転体とを含み、研磨テーブルは回転体に取り付けられてを構成する。この構成によると、本発明に係る研磨装置は、上述した研磨テーブルの利点をすべて有することができる。 The polishing apparatus according to the present invention includes the above-described polishing table and a rotating body, and the polishing table is attached to the rotating body. According to this configuration, the polishing apparatus according to the present invention can have all the advantages of the above-described polishing table.
本発明に係る打刻装置は、上述した研磨テーブルを製造するために用いられるものであって、打刻ヘッドを含む。打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子とを有しており、可動子は、先端にポンチ部を有し、ソレノイドコイルによって昇降されるから、上述した研磨テーブルを製造することができる。 The stamping apparatus according to the present invention is used for manufacturing the above-described polishing table, and includes a stamping head. The stamping head has a solenoid coil and a mover. The mover has a punch at the tip and is lifted and lowered by the solenoid coil, so that the above-described polishing table can be manufactured.
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
(1)研磨痕の残存を最小限に抑えうる研磨テーブル、前記研磨テーブルを用いた研磨装置、及び、前記研磨テーブルを製造するため打刻装置を提供することができる。
(2)製品歩留まりを向上しうる研磨テーブル、前記研磨テーブルを用いた研磨装置、及び、前記研磨テーブルを製造するため打刻装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(1) It is possible to provide a polishing table capable of minimizing residual polishing marks, a polishing apparatus using the polishing table, and a stamping apparatus for manufacturing the polishing table.
(2) It is possible to provide a polishing table capable of improving the product yield, a polishing apparatus using the polishing table, and a stamping apparatus for manufacturing the polishing table.
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照し、更に詳しく説明する。添付図面は、単に、例示に過ぎない。 Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings are merely examples.
図1乃至図21において同一符号は、同一又は対応部分を示すものとする。また、図1乃至図21においては、見易さを考慮して実際よりも大小を誇張している。図1乃至図4の研磨テーブル1は、ロー・バー状態の薄膜磁気ヘッドの浮上面(ABS、Air Bearing Surface)などを研磨する研磨装置に用いられるものであって、基盤部10と、複数のドット11と、ランド12とを含む。
1 to 21, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts. In addition, in FIGS. 1 to 21, the size is exaggerated from the actual size in consideration of easy viewing. The polishing table 1 of FIGS. 1 to 4 is used for a polishing apparatus for polishing an air bearing surface (ABS, etc.) of a thin-film magnetic head in a low bar state. It includes
基盤部10は、錫、又は、錫を主成分とする合金の軟質金属で構成される円盤状体(プレート)であって、表面側が、研磨に使用される面(研磨面)15となっている。図1の研磨面15は、一点鎖線で画定された複数のドット形成領域L1〜L11を有している。一点鎖線は、ドット形成領域L1〜L11の境界、及び、ドット11の配列を示すため、説明の都合上、付されているものである。
The
ドット形成領域L1〜L11は、リング状または条状であって、研磨面15の回転軸aからの半径が異なることにより、研磨面15の内側(回転中心側)から外側(周縁側)に向かうに従って、周方向cでみた長さが長くなっている。端的に言えば、複数のドット形成領域L1〜L11は、内側よりも外側の方が、研磨面15の面積が広くなっている。
The dot formation regions L1 to L11 are ring-shaped or strip-shaped, and have different radii from the rotation axis a of the polishing
ドット11は、研磨面15の凹状部分であって、研磨面15によって囲まれた開口端を有する有底孔である。複数のドット11は、研磨面15の面内に点在し、より好ましくは、研磨面15の回転軸aでみて、同心円状または螺旋状に配置される。研磨テーブル1において、複数のドット11は、ドット形成領域L1〜L11に沿って、列状に形成され(図1参照)、複数のドット11が回転軸aに対して同心円状に配置されており、同一半径となるドット形成領域L1〜L11にある複数の列(ドット列)を構成するドット11は、周方向cでみて、同一間隔(ピッチ)Pで配置されている。他方、半径が異なるドット形成領域L1〜L11にあるドット列でみたとき、異なるドット列にあるドット11は、互いにランダムに配置されている。
The
複数のドット11は、互いに間隔Pを隔てて配置されている。ランド12は、研磨面15において、ドット11を除いた面領域であり、周方向cでみて隣接するドット11の間隔Pに現れ、間隔Pにおいて研磨面15が露出している。換言すれば、ランド12は、研磨面15において研磨作用を奏する面領域(研磨領域)であり、ドット11は研磨作用を奏しない面領域(非研磨領域)である。研磨テーブル1にドット11が設けられることにより、砥粒がドット11に入り込み、相対的にランド12の面積が減少する結果、研磨量の調節が可能となる。
The plurality of
図1乃至図4からは必ずしも明らかではないが、研磨テーブル1を構成するドット11は、直径0.1mm程度であり、ドット11の間隔Pは0.3mm程度である。研磨面15の研磨領域の外径は370mm程度、同内径は170mm程度である。もっとも、ドットの間隔Pは、被研磨物の性質に応じて設定される。例えば、ロー・バー状態の薄膜磁気ヘッドの浮上面である場合、浮上面を均一(平ら)に削るべく、回転速度の早い外周側を狭ピッチとすることで、ランド12の面積が相対的に少なく設定される。他方、被研磨物を斜めに削る場合や、一部を他部より多く削る場合は、当該部分に対応する位置のドット列について、その数を減らすことにより、ランド12の面積が相対的に広く設定される。
Although not necessarily clear from FIGS. 1 to 4, the
上述したドット11とランド12との相関関係による研磨量の調節について、例えば、図3に示すように、同一半径となる円周上にあるドット列を構成する複数のドット11が、周方向cでみて同一ピッチで配置されている場合、すなわち、ドット形成領域L2〜L4の半径R1、R2がR1<R2であり、且つ、半径R1のドット形成領域L2上でみたドット11の間隔P1と、半径R2のドット形成領域L4上でみた間隔P2は、P1=P2である場合、内側のドット形成領域L2よりも、外側のドット形成領域L4の方が研磨面15の面積が広くなる。
Regarding the adjustment of the polishing amount based on the correlation between the
他方、図4に示すように、外周側のドット形成領域L2上でみたドット11の間隔P1が、ドット形成領域L4上でみたドット11の間隔P2よりも大きい場合、すなわち、ドット形成領域L2、L4の半径R1とR2がR1<R2であり、且つ、P1≧P2である場合、ドット形成領域L2の面積からドット11の合計面積を減じた面積が、ドット形成領域L4の面積からドット11の合計面積を減じた面積と同一にすることができる。さらに言えば、研磨面15の内側(回転中心側)から外側に向かうに従って、ドット形成領域L1〜L11のドット11の開設数を増加させることにより、ドット形成領域L1〜L11の面積を全て同一にすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 4, when the interval P1 of the
図1及び図2の研磨テーブル1によると、ドット11とランド12とを有することにより、その研磨面15に砥粒(3)を塗布したとき、ドット11に砥粒(3)が入り込む分だけ、研磨作用を有するランド12の部分の面積が相対的に低減するされる。従って、例えば、回転速度の早い研磨面15の外周側にドット11を狭ピッチで設けることにより、ランド12の面積を小さくし、内外周で研磨に用いる面積を同一とし、もって均一な研磨を行うことが可能となる。
According to the polishing table 1 of FIG. 1 and FIG. 2, by having the
図1乃至図4の研磨テーブル1において、ランド12は、研磨面15において、複数のドット11を除いた面領域であり、複数のドット11の間隔Pに現れている。この構造によると、研磨テーブル1を回転させたとき、研磨面15において同一の半径にあるドット形成領域(例えばL1)は、ドット11とランド12とが被研磨物に対して交互に現れる。違う言葉で表現すれば、ランド12は、連続的ではなく、断続的(不連続)に設けられているから、被研磨物に対して断続的に接触することが可能となり、その結果、筋状研磨痕の発生を最小限に抑えることができる。
In the polishing table 1 of FIGS. 1 to 4, the
図1乃至図4の研磨テーブル1は、研磨面15に砥粒を付着させて所定の駆動手段によって回転運動を行うことにより研磨装置に用いられる。図1乃至図4の研磨テーブル1を用いた研磨装置について、図5乃至図11を参照して説明する。
The polishing table 1 of FIGS. 1 to 4 is used in a polishing apparatus by attaching abrasive grains to a polishing
図5乃至図9の研磨装置は、ロー・バー状態の薄膜磁気ヘッドの浮上面を研磨するものであって、図1乃至図4の研磨テーブル1と、被研磨物であるロー・バー21と、回転体22と、保持手段(キーパ)23とを含む。
The polishing apparatus shown in FIGS. 5 to 9 polishes the air bearing surface of a thin-film magnetic head in a low bar state. The polishing table 1 shown in FIGS. 1 to 4 and a
ロー・バー21は、薄膜ヘッドスライダを一列に並べた棒状の集合体であって、後の工程で個片の薄膜ヘッドスライダに切り分けられる。ロー・バー21の研磨は、浮上面に対して行う。研磨テーブル1は、研磨面15に、ダイヤモンド等の研磨粒子(砥粒)を含んだペースト状の研磨剤が塗布されており、回転体22に取り付けられ、ロー・バー21と相対的に移動する。回転体22は、図示しない駆動部(スピンドル)に接続されており、駆動部を作動させることにより、所定の回転数で研磨テーブル1を回転させる。
The
被研磨物であるロー・バー21は、キーパ23に着脱自在に固定される。キーパ23は、Z軸方向に移動することで所定の圧力をかけながら、略X(或いはY)軸方向に被研磨物を往復移動させる。具体的にキーパ23は、ロー・バー21と、研磨テーブル1とが接触する直前にキーパ23のZ軸方向移動をトルク制御に切り替えることにより、ロー・バー21を、所定の圧力で研磨面15に加圧する。加圧手段は、バネや空気圧でもよい。被研磨物に圧力をかけたとき、研磨面15を構成するランド12に砥粒3が乗ることにより、被研磨物が研磨される。他方、砥粒3はドット11に入り込むことにより、研磨面15においてドット11の部分では研磨作用は生じない。
A
ところで、既に説明したところではあるが、図10及び図11に示した従来の研磨装置では、研磨テーブル1の研磨面15に、同心円あるいは螺旋状に溝(グルーブ)16を形成し、このグルーブ16内に余分な砥粒(3)を逃がすことにより、ランド12に適量の砥粒(3)を残存させて、研磨を行う手法が採られている。
Incidentally, as already described, in the conventional polishing apparatus shown in FIGS. 10 and 11, a
図10の展開図に示すように、薄膜磁気ヘッドの浮上面の研磨工程において、従来の研磨テーブルは、研磨加工中に軸回転し、ロー・バー保持手段は研磨テーブルの略半径方向に往復運動を行う。ここで、ロー・バー保持手段の往復運動は一端が研磨テーブルの内周部であり、他方の一端が研磨テーブルの外周部である。研磨テーブルは円形平面であり、角速度一定で回転する。すると単位時間当たりでみて、研磨テーブルの外周部は内周部よりも長い行程を研磨することになる。しかも、ロー・バー保持手段の往復運動は、2箇所の終端において一時的に停止するため、停止位置における研磨が時間的に長く行われることにより、ロー・バーの被研磨面に筋状研磨痕(図11参照)が残る。ロー・バーに、筋状研磨痕が残ると、ロー・バーを切断分割して薄膜ヘッドスライダとしたとき、薄膜ヘッドスライダにも、ばらついた形で筋状研磨痕が残り、フライングハイト(浮上高)性能の低下、および、歩留まり低下の原因となる。 As shown in the development view of FIG. 10, in the polishing process of the air bearing surface of the thin film magnetic head, the conventional polishing table rotates in the axis during polishing, and the row bar holding means reciprocates in the substantially radial direction of the polishing table. I do. Here, one end of the reciprocating motion of the row bar holding means is the inner peripheral portion of the polishing table, and the other end is the outer peripheral portion of the polishing table. The polishing table is a circular plane and rotates at a constant angular velocity. Then, when viewed per unit time, the outer peripheral portion of the polishing table is polished over a longer stroke than the inner peripheral portion. Moreover, since the reciprocating motion of the row bar holding means is temporarily stopped at the two end points, the polishing at the stop position is performed for a long time, so that the streak polishing marks are formed on the surface to be polished of the row bar. (See FIG. 11) remains. If streaky polishing marks remain on the row bar, when the row bar is cut and divided into thin film head sliders, streaky polishing marks remain on the thin film head slider in a dispersed manner, and flying height (flying height) ) It causes a decrease in performance and a decrease in yield.
図10及び図11を参照して説明した従来の研磨テーブルでは、径方向に隣接するグルーブ16により、リング状に画定されるランド12上でみて、砥粒が縦方向(周方向c)に並ぶ結果、被研磨物に筋状研磨痕が形成されるものと考えられる。
In the conventional polishing table described with reference to FIGS. 10 and 11, the abrasive grains are arranged in the longitudinal direction (circumferential direction c) when viewed on the
これに対し、図1乃至図7を参照して説明した研磨装置を構成する研磨テーブル1において、複数のドット11は、研磨面15に開口端を有する有底孔であり、互いに間隔Pを隔てて配置されている。ランド12は、研磨面15において、複数のドット11を除いた面領域であり、ドットの間隔Pに現れている。この構成によると、図8に示すようにロー・バー21の移動方向でみて、ランド12が不規則な配置となる結果、砥粒が周方向cに連続して並ぶ状態が回避され、不連続となるから、図9に示すように筋状研磨痕が形成される不具合が回避される。
On the other hand, in the polishing table 1 constituting the polishing apparatus described with reference to FIGS. 1 to 7, the plurality of
図1乃至図9を参照して説明した研磨テーブル1において、ランド12は、複数のドット11の間隔Pに現れているから、ドット11の開設数に応じてランド12の面積が調節される。その結果、例えば、回転速度の早い研磨面15の外周側にドット11を狭ピッチで設けることにより、ランド12の面積を小さくし、内外周で研磨に用いる面積を同一とし、もって均一な研磨を行うことが可能となる。従って、製品歩留まりを向上することができる。
In the polishing table 1 described with reference to FIGS. 1 to 9, the
さらに言えば、研磨テーブル1が角速度一定で回転する場合、ドット11の疎密差をできるだけ少なくするよう配置するのが好ましい。別の言い方をすると、研磨テーブル1は円盤回転運動で角速度一定であるが、周速度は内周が遅く外周が速いので、ドット11の配置数は内周と外周で疎密差をできるだけ少なくするように配置するのが好ましい。そこで、図1乃至図7を参照して説明した研磨装置を構成する研磨テーブル1は、ドット形成領域L1〜L11でみて、ドット11を同一間隔Pで打刻加工されている場合、被研磨物5の筋状研磨痕7を最小限に低減することができる。
Furthermore, when the polishing table 1 rotates at a constant angular velocity, it is preferable to arrange the
以上のように、研磨テーブル1に砥粒を塗布して被研磨物を略半径方向に往復運動させながら研磨するにあたり、被研磨物5に発生する筋状研磨痕7を低減させるために、研磨面15に間隔Pを隔ててドット11を列状に形成し、その列におけるドット11の間隔Pは、回転軸aからの距離が離れても同一ピッチであること、あるいは回転軸aからの距離が離れるにつれて狭ピッチとなることが解決策であることを出願人は見出した。
As described above, polishing is performed in order to reduce the streak-like polishing marks 7 generated on the workpiece 5 when polishing is performed while applying abrasive grains to the polishing table 1 and reciprocating the workpiece in a substantially radial direction. The
図12乃至図14の打刻装置は、図1乃至図9を参照して説明した研磨テーブル1を製造するために用いられる打刻装置であって、筐体と、制御部と、位置制御式モータを備えた回転体22に保持された研磨テーブル1と、位置制御式モータを備えたX軸40とZ軸41に保持された打刻ヘッド42とを含む。
The stamping apparatus of FIGS. 12 to 14 is a stamping apparatus used for manufacturing the polishing table 1 described with reference to FIGS. 1 to 9, and includes a housing, a control unit, and a position control type. The polishing table 1 is held by a rotating
打刻ヘッド42は、複数の打刻レバー43を含み、打刻レバー43のそれぞれは、ソレノイドコイル44と、可動子45とを有している。可動子45は、先端にポンチ部46を有し、ソレノイドコイル44によって垂直方向に移動される。
The stamping
打刻装置は、回転体22により研磨テーブル1を回転させながら、所定の角度θを検知し、所望の位置にソレノイドコイル44によってポンチ部46を垂直移動させてドット11を打刻する(図13及び図14参照)。研磨テーブル1は軟質金属であるため、研磨テーブル1へのドット11の打刻加工そのものは容易である。具体的にはポンチ10を研磨テーブル1に所定圧力で打ち付ければ所望のドット11を加工することができる。ドット11は、直径0.1mm程度であり、ドット11の間隔(P)は0.3mm程度である。研磨テーブル1の研磨領域の外径は370mm程度、同内径は170mm程度である。すると一枚の研磨テーブル1に対するドット11の数量は200万個を超える計算となる。
The stamping device detects a predetermined angle θ while rotating the polishing table 1 with the rotating
ところで、ドット11の間隔(P)は径方向に対して一定ではなく、周方向cに対して一定ピッチであり、また、ドット11の打刻数量も200万個以上となると、高速加工を実現する上で、ドット11を打刻位置を決定する方法を見出すのは困難である。この問題を解決する方法として、ドット11の打刻位置を決定する方法を説明すると、ドットピッチLpと研磨テーブル1の打刻する半径Raの関数f(Ra)=Lpとして計算すると、ドット11の打刻位置は、以下の式で表される。
By the way, the interval (P) between the
Lp=a・R2a+b・Ra+c
ここでa、b、cに定数を入力することで半径Raに対するドットピッチLpの値を定めることができる。表1に示すように、a=0、b=0、Lp=cでドットピッチLpは一定であり、a=0でLp=b・Ra+cとなりドットピッチLpは一次的に変化し、a≠0でドットピッチは二次的に変化する。
Lp = a · R 2 a + b · Ra + c
Here, by inputting constants into a, b, and c, the value of the dot pitch Lp with respect to the radius Ra can be determined. As shown in Table 1, when a = 0, b = 0, Lp = c, the dot pitch Lp is constant, and when a = 0, Lp = b · Ra + c, and the dot pitch Lp changes temporarily, and a ≠ 0. Thus, the dot pitch changes secondarily.
また、打刻装置4は、研磨テーブル1の回転を用いて打刻するときの打刻時間ピッチTpと研磨テーブル1回転速度Pr(rpm)は、以下の式で表される。
Tp=1/2πrRa・60/Pr・Lp・1000
ここでLpを代入することで、表2に示すように、打刻のサイクルスピードが求められる。
Further, the time stamping pitch Tp and the polishing table 1 rotation speed Pr (rpm) when the stamping device 4 stamps using the rotation of the polishing table 1 are expressed by the following equations.
Tp = 1 / 2πrRa · 60 / Pr · Lp · 1000
Here, by substituting Lp, as shown in Table 2, the cycle speed of stamping is obtained.
他方、打刻装置4ではドット11の周方向cの加工ピッチは、前述の式で任意に設定できるようになっているが、同式では表せない加工ピッチ曲線を所望する場合がある。
On the other hand, in the engraving apparatus 4, the processing pitch in the circumferential direction c of the
本発明の課題を改めて記載すると、研磨中には研磨テーブル1は回転し、キーパ23は研磨テーブル1の略半径方向に往復動作を行う。キーパ23は、前記往復動作の終端において一時的に停止するため、ランド12部による研磨が時間的に長く行われるためロー・バー21に筋状研磨痕7が残る。これは特に研磨テーブル1の外周に顕著に現れ、砥粒4が乗るランド12のロー・バー21に対する面接触状態がその原因とも考えられる。
When the problem of the present invention is described again, the polishing table 1 rotates during polishing, and the
例えば、既に説明した図4を例とした場合、ドット形成領域L2の面積からドット11の合計面積を減じた面積が、ドット形成領域L4の面積からドット11の合計面積を減じた面積と同一になれば、研磨テーブル1の外周と内周における面接触条件が同等となると考えられる。ランド12の半径R1、R2、ランド12幅W、ドット11の径が与えられれば研磨テーブル1の半径に対するドット11のピッチは求められるが、それをプロットすると双曲線状のグラフとなり上記式では近似できない(図15参照)。
For example, in the case of FIG. 4 described above, the area obtained by subtracting the total area of the
そこでプロット領域を2つに分け、一次関数を2つとすることで対応可能とする。すなわち、グラフ中に記載の
y=−0.0975x+10.087
を所定の半径まで適用し、
y=−0.023x+0.5341
を所定の半径から適用すれば事実上問題のない誤差でドット11の打刻加工が可能である。
Therefore, the plot area is divided into two, and the number of linear functions is set to two. That is, y = −0.0975x + 10.087 described in the graph.
To a predetermined radius,
y = −0.023x + 0.5341
Is applied from a predetermined radius, the
図16乃至図19は、本発明のもう一つの実施形態に係る打刻装置による位置算出方法について一部を省略して示す部分断面図である。より詳細に説明すると、図16乃至図19の位置算出方法は、研磨テーブル1の回転中心を調整しなおす必要が生じた場合に、3点のドット11を打刻して調整前の打刻ヘッド42の位置を把握し、同3点のドット11の打刻位置から回転中心を出す方法である。
FIGS. 16 to 19 are partial cross-sectional views showing a position calculation method by the engraving apparatus according to another embodiment of the present invention with a part omitted. More specifically, in the position calculation method of FIGS. 16 to 19, when it is necessary to readjust the rotation center of the polishing table 1, the
図16乃至図19の位置算出方法について、ドット形成前の研磨テーブル1の研磨面15に、打刻ヘッド42によって、半径の異なる少なくとも2つのドット11を形成し、形成された2つのドット11から、可動子45の個々の位置を計測して、研磨テーブル1の回転中心からの位置を算出する工程を含む。以下、図16乃至図19を参照して説明する。
16 to 19, at least two
図16を参照すると、一例として打刻ヘッド42は打刻レバー43を7式準備している。打刻装置4は、これらを駆使して図17に示すように研磨テーブル1にドット11を加工する。
Referring to FIG. 16, as an example, the stamping
次に図18及び図19に示すように、さらに打刻装置4は、個々の打刻レバーの位置をキャリブレーションして、研磨テーブル1の実質回転中心からの位置を算出する。図19のSA1〜SA7は打刻レバー43を表す。図19に表したのはキャリブレーションパターンで、SA1のみP11、P12、P13のパターンが与えられている。続いて、P10、P11がY方向誤差が0mmになるようにセットし、P10を(0,0)とし、各点を測定する(表3参照)。 Next, as shown in FIGS. 18 and 19, the stamping device 4 further calibrates the positions of the individual stamping levers and calculates the position of the polishing table 1 from the substantial rotation center. SA1 to SA7 in FIG. FIG. 19 shows a calibration pattern. Only SA1 is provided with patterns P11, P12, and P13. Subsequently, P10 and P11 are set so that the Y direction error is 0 mm, P10 is set to (0, 0), and each point is measured (see Table 3).
表3の測定に加え、研磨テーブル1の中心は、P10−P12線分と、P12−P13線分の垂直二等分線の交点から計算できる。表4は、P10からの位置となる。 In addition to the measurements in Table 3, the center of the polishing table 1 can be calculated from the intersection of the P10-P12 line segment and the perpendicular bisector of the P12-P13 line segment. Table 4 shows the position from P10.
次に研磨テーブル1の中心を原点にした各SAの位置座標を計算する。表5の表記はXY座標である。 Next, the position coordinates of each SA with the center of the polishing table 1 as the origin are calculated. The notation in Table 5 is XY coordinates.
ここで、打刻開始半径と打刻終了半径を定義すると、SA1からSA5のXY座標が求まり、これをrθ変換することでSA1からSA5のrθ座標が求まる。表6のように、打刻開始半径を185mm、打刻終了半径を85mmとした場合、7式の打刻ソレノイドは、実質5式のみ使用し、ソレノイドコイル44のピッチである25mm半径方向(X方向)に移動すれば加工が完了することがわかる(表7)。
Here, when the stamping start radius and stamping end radius are defined, the XY coordinates from SA1 to SA5 are obtained, and the rθ coordinates from SA1 to SA5 are obtained by rθ conversion. As shown in Table 6, when the stamping start radius is 185 mm and the stamping end radius is 85 mm, only seven types of stamping solenoids are used, and the pitch of the
他方、研磨テーブル1にドット11を加工するに当たり、打刻装置4はX軸に平行な方向に複数個並べられたソレノイドコイル44およびその先端のポンチを、回転体22上でθ回転をする研磨テーブル1に対して0次〜2次関数でドット11のピッチを半径ごとに設定可能で、且つ、個々のソレノイドコイル44の位置をキャリブレーションして、研磨テーブル1の実質回転中心からの位置を算出する機能を有する。これらは高精度面研磨を円盤状の研磨盤で行う場合に、被研磨物を問わず応用することが可能である。
On the other hand, when processing the
図20は本発明のもう一つの実施形態に係る研磨テーブルを模式的に示す平面図、図21は図20の部分拡大断面図である。図20及び図21の研磨テーブルは、溝(グルーブ)16を有する以外は、図1乃至図4の研磨テーブルと同一の基本的構成を有する。以下、相違点を中心に説明する。
20 is a plan view schematically showing a polishing table according to another embodiment of the present invention, and FIG. 21 is a partially enlarged sectional view of FIG. The polishing table of FIGS. 20 and 21 has the same basic configuration as the polishing table of FIGS. 1 to 4 except that it has a
図20及び図21の研磨テーブルは、ドット11と、ランド12と、グルーブ16と、ドット形成領域L1〜L11とを含む。ドット11は、研磨面15に開口端を有する有底孔であり、複数個が互いに間隔Pを隔てて配置されている。
20 and FIG. 21 includes
グルーブ16は、研磨面15において、回転軸aに対して同心円状または螺旋状に複数配置される。図20のグルーブ16は、端的に言えば、図1においてドット形成領域L1〜L11の境界を示した一点鎖線の位置に形成されている。従って、ドット形成領域L1〜L11は、研磨面15において、半径方向に隣接するグルーブ16によって画定される面領域と言い換えることができる。
A plurality of
ドット11は、ドット形成領域L1〜L11に配置されている。ランド12は、研磨面15において、ドット11と、グルーブ16とを除いた面領域である。図20のドット形成領域(例えばL1)における一周分のランド12の面積は、好ましくは他のドット形成領域(例えばL2)における一周分のランド12の面積と一致し、さらに好ましくは全てのドット形成領域L1〜L11における一周分のランド12の面積は一致している。この構造は、ドット11を、回転速度の早い研磨面15の外周側のドット形成領域(例えばL11)では、内周側のドット形成領域(例えばL1)よりも狭ピッチで設けることにより実現される。
The
上述したように、全てのドット形成領域L1〜L11における一周分のランド12の面積を一致させた場合、研磨面15の内外周で研磨に用いるランド12の面積が同一とすることが可能となるから、均一な研磨を行うことができる。
As described above, when the areas of the
図20及び図21の研磨テーブルによっても、図1乃至図10を参照して説明した利点を全て奏しうることは明らかである。さらに言えば、図20及び図21の研磨テーブルは、図1乃至図9の研磨テーブルと、図10及び図11に係る従来の研磨テーブルとを組み合わせたものである。従って、図20及び図21の研磨テーブルでは、ドット11に加え、溝(グルーブ)16にも砥粒(3)を逃がすことが可能となるから、ランド12に残存させるべき砥粒(3)の量を、より高精度に調節することができる。従って、製品歩留まりを向上しうる研磨テーブルを提供することができる。
It is obvious that all the advantages described with reference to FIGS. 1 to 10 can be obtained by the polishing tables of FIGS. Furthermore, the polishing table of FIGS. 20 and 21 is a combination of the polishing table of FIGS. 1 to 9 and the conventional polishing table of FIGS. 10 and 11. Accordingly, in the polishing tables of FIGS. 20 and 21, it is possible to release the abrasive grains (3) not only to the
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種種の変形態様を採り得ることは自明である。例えば、図1乃至図4を参照して説明した研磨テーブル1は、半導体ウエハの研磨装置や、カメラレンズの研磨装置としても用いることができる。 Although the contents of the present invention have been specifically described above with reference to the preferred embodiments, it is obvious that those skilled in the art can take various modifications based on the basic technical idea and teachings of the present invention. It is. For example, the polishing table 1 described with reference to FIGS. 1 to 4 can also be used as a semiconductor wafer polishing apparatus or a camera lens polishing apparatus.
1 研磨テーブル
11 ドット
12 ランド
15 研磨面
16 溝(グルーブ)
2 研磨装置
22 回転体
4 打刻装置
42 打刻ヘッド
44 ソレノイドコイル
45 可動子
46 ポンチ部
a 研磨面の回転軸
1 Polishing table 11
2
Claims (8)
前記ドットは、研磨面に開口端を有する有底孔であり、複数個が互いに間隔を隔てて配置されており、
前記ランドは、前記研磨面において、前記ドットを除いた面領域であり、
前記溝は、前記研磨面において、回転軸に対して同心円状または螺旋状に複数配置されており、
前記ドット形成領域は、前記研磨面において、半径方向に隣接する2つの前記溝によって画定される面領域であり、
前記ドットは、前記ドット形成領域に配置されており、
前記ドット形成領域は複数であり、前記ドット形成領域における一周分の前記ランドの面積は、他の前記ドット形成領域における一周分の前記ランドの面積と一致している、
研磨テーブル。 A polishing table including dots, lands, grooves, and dot formation regions,
The dots are bottomed holes having open ends on the polishing surface, and a plurality of them are arranged at intervals from each other,
The land is a surface area excluding the dots on the polished surface,
A plurality of the grooves are arranged concentrically or spirally with respect to the rotation axis on the polishing surface,
The dot formation region is a surface region defined by two grooves adjacent in the radial direction on the polishing surface;
The dots are arranged in the dot formation region,
The dot formation region is a plurality, and the area of the land for one round in the dot formation region matches the area of the land for one round in the other dot formation region,
Polishing table.
前記ドットは、複数個が、前記研磨面の回転軸に対して同心円状または螺旋状に配置されてドット列を構成している、
研磨テーブル。 The polishing table according to claim 1,
A plurality of the dots are arranged concentrically or spirally with respect to the rotation axis of the polishing surface to constitute a dot row,
Polishing table.
前記ドット列は複数であり、前記研磨面の半径方向でみて、外周側の前記ドット列を構成する前記ドットの前記間隔は、内周側の前記ドット列を構成する前記ドットの前記間隔よりも小さい、
研磨テーブル。 A polishing table according to claim 2, wherein
The dot rows are plural, and the interval of the dots constituting the dot row on the outer peripheral side is larger than the interval of the dots constituting the dot row on the inner peripheral side when viewed in the radial direction of the polishing surface. small,
Polishing table.
前記研磨テーブルは、請求項1乃至3の何れかに記載されたものでなり、回転体に取り付けられている、
研磨装置。 A polishing apparatus having a polishing table and a rotating body,
The polishing table is described in any one of claims 1 to 3 , and is attached to a rotating body.
Polishing equipment.
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子とを有しており、
前記可動子は、先端にポンチ部を有し、前記ソレノイドコイルによって垂直方向に移動され、
打刻ヘッドに複数個並べられたソレノイドコイル及び可動子は、回転をする前記研磨テーブルに対し、ドットのピッチを半径ごとに異なるよう設定される、
打刻装置。 A stamping device used for manufacturing the polishing table according to any one of claims 1 to 3, comprising a stamping head,
The engraving head has a solenoid coil and a mover,
The mover has a punch portion at the tip, and is moved in the vertical direction by the solenoid coil.
A plurality of solenoid coils and movers arranged in the marking head are set so that the pitch of the dots differs for each radius relative to the rotating polishing table.
Stamping device.
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子とを有しており、
前記可動子は、先端にポンチ部を有し、前記ソレノイドコイルによって垂直方向に移動され、
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子との組み合わせを複数有し、前記複数の可動子の位置をキャリブレーションして、前記研磨テーブルの回転中心からの位置を算出する、
打刻装置。 A stamping device used for manufacturing the polishing table according to any one of claims 1 to 3, comprising a stamping head,
The engraving head has a solenoid coil and a mover,
The mover has a punch portion at the tip, and is moved in the vertical direction by the solenoid coil.
The stamping head has a plurality of combinations of solenoid coils and movers, calibrates the positions of the movers, and calculates a position from the rotation center of the polishing table.
Stamping device.
前記ドットは、研磨面に開口端を有する有底孔であり、複数個が互いに間隔を隔てて配置されており、
前記ランドは、前記研磨面において、前記ドットを除いた面領域であり、
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子とを有しており、
前記可動子は、先端にポンチ部を有し、前記ソレノイドコイルによって垂直方向に移動され、
打刻ヘッドに複数個並べられたソレノイドコイル及び可動子は、回転をする前記研磨テーブルに対し、ドットのピッチを半径ごとに異なるよう設定される、
打刻装置。 A stamping device used for manufacturing a polishing table including dots and lands, including a stamping head,
The dots are bottomed holes having open ends on the polishing surface, and a plurality of them are arranged at intervals from each other,
The land is a surface area excluding the dots on the polished surface,
The engraving head has a solenoid coil and a mover,
The mover has a punch portion at the tip, and is moved in the vertical direction by the solenoid coil.
A plurality of solenoid coils and movers arranged in the marking head are set so that the pitch of the dots differs for each radius relative to the rotating polishing table.
Stamping device.
前記ドットは、研磨面に開口端を有する有底孔であり、複数個が互いに間隔を隔てて配置されており、
前記ランドは、前記研磨面において、前記ドットを除いた面領域であり、
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子とを有しており、
前記可動子は、先端にポンチ部を有し、前記ソレノイドコイルによって垂直方向に移動され、
前記打刻ヘッドは、ソレノイドコイルと、可動子との組み合わせを複数有し、前記複数の可動子の位置をキャリブレーションして、前記研磨テーブルの回転中心からの位置を算出する、
打刻装置。 A stamping device used for manufacturing a polishing table including dots and lands, including a stamping head,
The dots are bottomed holes having open ends on the polishing surface, and a plurality of them are arranged at intervals from each other,
The land is a surface area excluding the dots on the polished surface,
The engraving head has a solenoid coil and a mover,
The mover has a punch portion at the tip, and is moved in the vertical direction by the solenoid coil.
The stamping head has a plurality of combinations of solenoid coils and movers, calibrates the positions of the movers, and calculates a position from the rotation center of the polishing table.
Stamping device.
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