JPH10550A

JPH10550A - 研磨布ドレッシング方法およびその装置

Info

Publication number: JPH10550A
Application number: JP14924096A
Authority: JP
Inventors: Hideo Saito; 藤日出夫齊; Hiromi Nishihara; 原浩巳西; Hironobu Hirata; 田博信平; Fumitaka Itou; 藤史隆伊
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1996-06-11
Filing date: 1996-06-11
Publication date: 1998-01-06

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨布の使用領域の幅以下の外径を有するド
レッサ砥石を用いて研磨布のドレッシングを行う場合の
最良の条件を見出し、ドレッシングした後の研磨布のド
レッシング量の不均一性を排除し、平坦性を向上させ
る。【解決手段】研磨布１の円環状の使用領域の幅よりも
小さな外径を有する円形のドレッサ砥石２を回転定盤３
上に固定した前記研磨布に押し付けながら前記使用領域
に対して研磨布半径方向の往復運動を与え、研磨布３に
回転運動を与えながら、研磨布３の使用領域内の半径方
向各位置における前記ドレッサ砥石の摺動距離分布が均
一となるように研磨布のドレッシングを行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転定盤上に取り
付けた研磨布に工作物を押し付けながら研磨して工作物
に平面を創成する加工を行なうための研磨加工に用いる
研磨布のドレッシング方法およびその装置に係り、特
に、小径の円形砥石を用いて研磨布を形状修正する研磨
布ドレッシング方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近では、たとえば、半導体ウェハのポ
リッシングプロセスをはじめとして、高度な平坦性を保
ってポリッシング加工を実施することが特に要求される
ようになってきている。このような超精密研磨加工に用
いられる研磨装置によって、加工物に平面を創成する場
合、加工物の加工面に平行に対向する定盤の平面度が優
れていることが、工作物の平面精度を高めるために必要
である。

【０００３】この種の研磨加工では、定盤自身も研磨材
により研磨作用を受けるために、定盤の平面度も徐々に
劣化することになる。このため、定盤の平面度を維持す
るため、適宜に砥石を用いて形状修正を行なう必要があ
る。

【０００４】定盤の平面度を修正するドレッシングの重
要性は、従来から認識されていながら、この定盤の形状
修正は経験的な方法によっているのが現状である。例え
ば、研磨加工の一種であるラップ加工に用いる定盤につ
いては、その形状劣化に対処するため、定盤上に工作物
を入れた修正リングを載せて、ラップの平面度を加工し
がら矯正することが行なわれている（「精密仕上げと特
殊加工」明現社１９８７年、９８頁〜９０頁）。

【０００５】研磨装置のなかでも、エラストマ、軟質プ
ラスチック、繊維を規則的に編み込んだ織物、または、
不織布などからなる研磨布を定盤上に張り付けて研磨を
行なう研磨装置では、研磨布についてもドレッシングを
適宜行ない、形状を修正する必要がある。ところが、現
在のところ、この種の研磨布については、形状修正の条
件を試行錯誤を重ねて見出している段階であり、現在の
ところ、形状修正の方法についての確立した技術のない
のが現状である。

【０００６】このような研磨布の形状を修正する方法に
ついて、本発明者は、ドレッシング後の研磨布の平坦性
をより向上させるための最良の条件を探るべく研究を重
ね、研磨布のドレッシング形状が研磨布を摺動する砥石
の摺動距離分布と密接な関係のあることを見出した。

【０００７】円形砥石に回転を与え、回転定盤上の研磨
布にも砥石と同一方向の回転運動を与えながら、研磨布
をドレッシングする加工では、その加工のメカニズム
は、同じように砥石を使用する金属・硬脆材料の研削加
工とは基本的に異なるものと考えられる。金属・硬脆材
料の研削加工では、砥石の切り込み量により加工量や加
工形状が決まるのに対して、研磨布の場合は柔らかく、
砥石が押し付けられることにより弾性変形してしまうた
め、砥石の切り込み量に加工量・加工形状が対応しない
ためである。

【０００８】従来、研磨布のドレッシングに関しては、
試行錯誤により経験的に加工条件を決定せざるを得なか
ったのは、この研磨布加工の特質に基づくものと考えら
れる。

【０００９】一般に研磨加工では、加工量と強い相関関
係があるとされているのは、加工物と研磨定盤との面圧
および研磨布の表面を砥石が摺動する距離である。実際
には、研磨材の破砕や劣化のために面圧・摺動距離と加
工量とは、通常、比例しないものとされているが、本発
明のように砥石を適用する研磨布のドレッシングでは、
加工作用が研磨材と比較して、破砕や劣化の生じにくい
砥石により与えられるため、面圧と加工量、および摺動
距離と加工量は、それぞれほぼ比例することが予測され
る。さらに本発明では、砥石が一定の面圧で研磨布に押
し付けられていると仮定できるので、ドレッシング後の
研磨布の形状は、主に、研磨布各点におけるドレッサの
摺動距離分布により決まるものと考えられる。

【００１０】本発明者は、ドレッシング形状を最適化す
る研磨布やドレッサ砥石の寸法、回転数の制御範囲など
のドレッシング条件ならびに機械的条件についてシミュ
レーションを行なった。その結果、研磨布の使用領域の
幅以上の内径を有するリング状のドレッサ砥石を用い
て、前記研磨布に回転させながら押し付け、回転定盤上
に固定した前記研磨布に前記ドレッサ砥石と同一の方向
で所定の回転数の回転運動を与えながら、研磨布のドレ
ッシングをする場合、ドレッシング量を大きくし、ドレ
ッシングに要する時間を短くできる特徴があるものの、
ドレッシング形状の平坦性を向上させるためには、研磨
布の使用領域の幅に比較して比較的大きな径を有する研
磨布を用いる必要がある。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】この種の研磨布ドレッ
シング方法には、上述したような大径のドレッサ砥石を
用いる以外にも、小径のドレッサ砥石を用いて行う方法
もある。この小径ドレッサ砥石の外径が研磨布の使用領
域幅よりも小さなものでは、ドレッサ砥石を半径方向に
往復移動させながらドレッシングを行なわなければなら
ないが、従来、その際の移動量、移動速度、回転速度な
どのドレッシングの条件は、経験的な勘に頼っているの
が実情で、客観的に最適な加工方法について確立した技
術がないのが現状である。

【００１２】そこで、本発明の目的は、前記従来技術の
有する問題点を解消し、研磨布の使用領域の幅以下の外
径を有するドレッサ砥石を用いて研磨布のドレッシング
を行う場合の最良の条件を見出し、ドレッシングした後
の研磨布のドレッシング量の不均一性を排除し、平坦性
を向上させることを可能とする研磨布ドレッシング方法
およびその装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】図３は、円板状の小径の
ドレッサ砥石を半径方向に移動させながら、研磨布をド
レッシングする本発明方法において、回転定盤上の研磨
布と、ドレッサ砥石との運動の位置関係を表わした模式
説明図である。この図において、１は研磨布、２はドレ
ッサ砥石である。研磨布１の回転中心がＯ₁で、定盤上
に貼着されて回転数Ｎ₁で回転する。この場合、ドレッ
サ砥石２は、その回転中心をＯ₂として回転数Ｎ₂で同
一方向に回転させる。

【００１４】研磨布１は、その半径がＲであり、そのう
ち、図３で網目で表わされた領域が実際に研磨加工にお
いて使用される領域であり、半径方向の幅Ｗの同心領域
である。本発明によるドレッシング方法では、この幅Ｗ
の使用領域を整形するものである。Ａは研磨布１の中心
Ｏ₁から使用領域の中心位置Ｏまでの距離である。な
お、Ｄo は、ドレッサ砥石２の直径である。本発明のド
レッシング方法では、使用するドレッサ砥石２は、その
直径が、研磨布１の使用領域幅よりも小さいものを対象
としているものである。

【００１５】このような使用領域幅に較べて小径のドレ
ッサ砥石を用いた従来のドレッシング方法では、最終的
なドレッシング形状の良否は、専ら経験によるところが
大きかった。このことに対して、本発明者は、研磨布各
点におけるドレッサ砥石の摺動距離がドレッシング量と
密接な関係にあることを見出し、このことを利用して、
ドレッサ砥石の摺動距離分布を求め、ドレッサ砥石の揺
動・移動条件の最適化を試みたものである。

【００１６】例えば、図４は、研磨布の使用領域の部分
における、ドレッサ砥石の最大摺動距離を１として、横
軸に研磨布の使用領域の中心Ｏから±Ｗ／２の範囲で使
用領域の半径方向の各位置をとり、各位置での摺動距離
の比をグラフ化した場合の例を表わすものである。この
図４では、縦軸を上下反転させて表わすことによって、
摺動距離がドレッシング量に比例すると仮定して、摺動
距離の分布の特徴がドレッシング後の研磨布の断面形状
に対応するようにしている。

【００１７】実際の研磨装置を用いて、同等の条件下で
研磨布のドレッシングを行なった結果、ドレッシング後
の実際の研磨布の断面形状は、図４のグラフの斜線の部
分と特徴が良く一致することが確認され、ドレッシング
形状の予測評価において、摺動距離分布を求めることが
有効であることがわかった。

【００１８】本発明による研磨布ドレッシング方法は、
このような知見を基礎になされたもので、その特徴とす
るところは、研磨布の円環状の使用領域の幅よりも小さ
な外径を有する円形のドレッサ砥石を回転定盤上に固定
した前記研磨布に押し付けながら前記使用領域に対して
研磨布半径方向の往復運動を与え、前記研磨布に回転運
動を与えながら、前記研磨布の使用領域内の半径方向各
位置における前記ドレッサ砥石の摺動距離分布が均一と
なるように研磨布のドレッシングを行なうことにあり、
より好ましくは、ドレッサ砥石の外径によって表わされ
る往復運動幅を、前記研磨布の使用領域幅と、研磨布半
径方向の内外にそれぞれ前記ドレッサ砥石の外径の値と
を加えた幅以上で、かつ、前記研磨布の半径値以下の範
囲として研磨布のドレッシングが行なわれるものであ
る。

【００１９】前記ドレッサ砥石としては、円板状ドレッ
サまたはリング状ドレッサが用いられ、前記円板状ドレ
ッサでは、前記研磨布１回転あたりの前記円板状ドレッ
サの研磨布半径方向の移動量がドレッサ外径の１／４以
下となるように前記円板状ドレッサに往復運動を与えて
研磨布のドレッシングを行なうことが好ましい。

【００２０】また、前記リング状ドレッサでは、前記研
磨布１回転あたりの前記リング状ドレッサの研磨布半径
方向の移動量がドレッサ外径の１／４、またはドレッサ
砥石幅のいずれか小さい方の値以下となるように前記リ
ング状ドレッサに往復運動を与えて研磨布のドレッシン
グを行なうことが好ましい。

【００２１】このような本発明の研磨布ドレッシング方
法を実施するための装置は、ドレッシング対象の研磨布
が取り付けられ一定の回転数で自転する回転定盤と、前
記研磨布の円環状の使用領域の幅よりも小さな外径を有
する円形状のドレッサ砥石と、前記ドレッサ砥石を保持
するとともに所定の回転数で回転運動を与えるドレッサ
回転手段と、前記ドレッサ砥石を所定の面圧で前記研磨
布に押し付けながら研磨布半径方向に往復運動を与える
ドレッサ移動手段と、前記ドレッサ砥石の往復運動の移
動量と、移動速度を制御する往復運動制御手段とを具備
することを特徴とするものである。

【００２２】前記ドレッサ移動手段としては、前記ドレ
ッサ回転手段が一端に取り付けられ研磨布の半径方向に
揺動する揺動アームを有する揺動機構または、前記ドレ
ッサ回転手段を研磨布の半径方向に直線往復運動させる
直線移動機構を用いるようにするとよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明による研磨布ドレッ
シング方法およびその装置の一実施形態について添付の
図面を参照して説明する。

【００２４】図１は、本発明による研磨布ドレッシング
方法を実施するための装置を示す。この図１において、
１は研磨布、２はドレッサ砥石を表わしている。

【００２５】研磨布１は、例えば、エラストマ、軟質プ
ラスチック、繊維を規則的に編み込んだ織物あるいは不
織布からなる研磨布で、回転定盤３の上面の同心的な位
置に接着剤等を用いて貼り付けられるものである。回転
定盤３は、図示されない機台に組み込まれている回転駆
動機構に連結されている。

【００２６】一方、劣化した研磨布１の形状修正を行な
うためのドレッサ砥石２は、円板状またはリング状の砥
石が用いられるもので、ドレッサ回転手段を構成するド
レッサ回転ヘッド４に保持されている。なお、回転定盤
３とドレッサ砥石２の回転数は、図示されない制御装置
によって任意の回転数に設定・制御することができるよ
うになっている。なお、この制御装置は、揺動機構部５
の揺動回転数を制御して後述するようなドレッサ砥石の
往復運動の往復動幅、移動速度を制御することもでき
る。

【００２７】ドレッサ回転ヘッド４は、揺動機構５を構
成する揺動アーム６の一端に取り付けられるもので、こ
の揺動アーム６の他端で旋回用のモータを介してドレッ
サ昇降機構部７に連結されている。従って、研磨布１の
ドレッシング時には、昇降機構７によりドレッサ砥石２
を適当な面圧を持って研磨布１に押し付ける。その際、
ドレッサ砥石２は、ドレッサ回転ヘッド４により回転運
動を与えられながら、揺動アーム６の揺動とともに、図
３に示す研磨布１の使用領域を含む範囲を半径方向に横
断する往復運動をしながら摺動し、その上面を削り取る
ことができる。

【００２８】ドレッシング時には通常、研磨布１にドレ
ッサ砥石２と同方向の回転運動Ｎ₁，Ｎ₂が与えられ
る。また、揺動機構部５は、ドレッサ砥石２を使用して
いない間は、揺動アーム６を回転定盤２から離れる方向
に旋回させて、ドレッサ砥石２が研磨布１に接触しない
ようにこれを退避させるようになっている。

【００２９】次に、図２は、ドレッサ砥石２を研磨布１
の半径方向に直線往復運動させる直線移動機構を用いた
ドレッシング装置の一実施形態を示す図である。このド
レッシング装置は、図１の揺動機構部５に替えて直線往
復移動機構部８を備えるもので、この直線往復移動機構
部８では、横桁９の下面には長さ方向に案内溝１０が設
けられ、この案内溝１０にはドレッサ回転ヘッド４をド
レッサ昇降装置１２を介して保持する往復台１１が摺動
自在に嵌合しているものである。この往復台１１は、図
示されない直動駆動装置により往復運動が与えられ、こ
れにより、ドレッサ砥石２は研磨布１の使用領域を含む
範囲で研磨布上を直線往復運動するようになっている。

【００３０】この図２のドレッシング装置においても、
横桁９は、旋回可能に構成されており、ドレッシング時
には、ちょうど横桁９は研磨布１の半径方向に延びる位
置に位置決めされ、ドレッサ砥石２の往復運動の方向が
研磨布１の半径方向と同じになるようになっている。

【００３１】次に、本発明のドレッシング方法の実施形
態として、以上のような装置により、種々の加工条件を
いろいろと変えて、研磨布をドレッシングした場合につ
いてシミュレーションした結果を挙げ、本発明をより詳
細に説明する。

【００３２】図５、図６はドレッサ砥石２の中心Ｏ
₂（図３参照）を研摩布１の使用領域幅の中心Ｏに一致
させて半径方向の往復運動を与えずに研磨布１をドレッ
シングしたときのドレッサ砥石２の摺動距離分布を計算
機シミュレーションした結果を示す図である。このう
ち、図５は、ドレッサ砥石２に円盤状ドレッサを用いた
場合、図６は、リング状ドレッサを用いた場合であり、
いずれもドレッサ外径Ｄo （図３参照）は、４０ｍｍで
ある。

【００３３】これらの図では、縦軸は、摺動距離の最大
値と最小値の比を最上部で０にし、下方にいくほど大と
なるように表示しており、ドレッシング後の研磨布の形
状、すなわち、ドレッシング形状の特徴を表わしてい
る。

【００３４】外径Ｄo が研磨布１の使用領域幅Ｗよりも
小さい円板状ドレッサの場合、研磨布１の半径方向に往
復運動を与えないと、使用領域幅Ｗの中心Ｏよりやや研
摩布１の中心方向に寄った位置でもっとも深く削られる
という特徴があることがわかる。

【００３５】リング状ドレッサを用いた場合は、使用領
域幅Ｗの中心Ｏの両側の範囲でドレッシング量が中心Ｏ
に向って減少するという特徴があることがわかる。

【００３６】次に、ドレッサの摺動距離分布をシミュレ
ーションするにあたって、図５、図６で得られたドレッ
シング形状を数値モデル化した。図７は、これを示して
いる。このうち、図７（ａ）は、円板状ドレッサを用い
た場合のドレッシング形状を４個の矩形で単純化したモ
デルで、図７（ｂ）は、リング状ドレッサについての単
純化モデルである。ここで、研磨布１の１回転あたりに
ドレッサ砥石２が研磨布１の半径方向に移動する量を各
矩形領域の横幅に相当する値とし、この横幅の４倍がド
レッサ砥石２の外径になっている。各矩形領域の縦の大
きさは、最大の摺動距離１０に対する比率を表わしてお
り、それぞれ図７（ａ）、図７（ｂ）は、図５、図６の
摺動距離分布に近似させて数量モデル化したものであ
る。

【００３７】次に、このようなドレッシング形状の数量
モデルを利用して、ドレッサ外径の５倍相当の範囲を一
回往復運動をさせて、ドレッサ砥石２が元の位置に戻る
までドレッシングを行なった結果を数値的に評価したも
のを図８に示す。

【００３８】このうち、図８（ａ）は図７（ａ）の円板
状ドレッサモデルによる場合で、図８（ｂ）は図７
（ｂ）のリング状ドレッサモデルによる場合である。

【００３９】例えば、図８（ａ）において、最初の位置
で摺動距離が６、１０、９、５、であって、この位置か
ら矩形一個分ずれる間にさらに、１０＋６、９＋１０、
８＋９、５だけ摺動距離が増えるので、摺動距離がドレ
ッシング量に比例するものと考えれば、ドレッサが半径
方向に１往復だけ移動する間の全体としてのドレッシン
グ量は、各位置ごとに縦に数値を総計した図の最下段の
数値であり、この数値が円板状およびリング状ドレッサ
による最終的なドレッシング形状について、研磨布各部
分のドレッシング量に対応する値である。

【００４０】この結果から、往復運動の範囲のうち、往
復動の中心から両側のドレッサ外径の３倍の領域では、
摺動距離の積算値が均等で、すなわち、均一にドレッシ
ングされるのに対して、この均等領域の左右両側のドレ
ッサ外径相当領域でばらつきのある不均一部分が生じて
いることがわかる。

【００４１】図９（ａ）、図９（ｂ）は、ドレッサ砥石
２の外径が４０ｍｍの円板状ドレッサおよびリング状ド
レッサのそれぞれについて、往復動幅２７０ｍｍとして
ドレッシングした場合の摺動距離分布をシミュレーショ
ンした結果を示す。この場合、ドレッサ砥石２がドレッ
シング開始時と同一の位置関係に戻るまでの１周期分に
ついて、円板状ドレッサについては、回転中心回りに直
交する４断面について、リング状ドレッサについては、
３０゜つづ方位を変えた断面についてシミュレーション
しているものである。

【００４２】このシミュレーションの結果によれば、往
復動幅の左右両側では、ドレッサ外径に相当する範囲
（−１３５〜−９５，＋９５〜＋１３５）で、摺動距離
の不均一部分が生じているのに対して、中央はほぼ均一
な部分となっており、上述した図８のモデルによる結果
と一致していることがわかる。

【００４３】以上の結果から、ドレッサ砥石２の往復運
動幅は、研磨布１の使用領域のドレッシング量を均一に
するためには、その使用領域幅Ｗに対して、研磨布１の
半径方向の内外にドレッサの外径以上の余裕幅を加えた
幅とする必要があることがわかる。ただし、往復運動幅
は研磨布１の半径によってもその上限値が規制される。

【００４４】以上は、研磨布１の使用領域とドレッサ砥
石２の往復運動幅との関係についての解析結果である。
次に、研磨布１の１回転あたりのドレッサ砥石２の半径
方向への移動量（以下、ドレッサ移動量という。）と、
ドレッシング量の均一性との関係について、シミュレー
ションにより解析した結果を図１０に示す。

【００４５】ここで、図１０各図の縦軸で表わされてい
る均一性とは、次の式から算出される均一性指数δで表
わされるもので、計算機シミュレーションによって求め
た摺動距離分布曲線の凹凸のうち、摺動距離の最大値Ｌ
と最小値Ｓとの差の比率を表わしている。 δ ＝（Ｌ−Ｓ）／Ｌ摺動距離とドレッシング量が比例関係にあるとの前提に
立てば、この均一性の値が小さいほど、研磨布１の被ド
レッシング部には、平坦性に優れたドレッシング形状が
創成されることを示している。

【００４６】また、図１０各図において、横軸は、ドレ
ッサ移動量をドレッサ外径値で除した無次元数である移
動ピッチを表している。これは、ドレッサ移動量は、ド
レッサ砥石の外径との関係で決まる相対的な量であるか
らである。

【００４７】図１０（ａ）は、円板状ドレッサについ
て、移動ピッチが横軸に示す値でシミュレーションした
均一性の値を示す。これに対して、図１０（ｂ）、図１
０（ｃ）、図１０（ｄ）は、リング状ドレッサについて
シミュレーションした結果であり、このリング状ドレッ
サの場合は、外径に対する砥石の幅の大きさを考慮する
必要があるので、砥石幅／外径の比が１／４、１／８、
３／４０の各サイズのリング状ドレッサについて均一性
との関係をシミュレーションした。

【００４８】まず図１０の（ａ），（ｂ）より、円板状
ドレッサおよび砥石幅が比較的大であるリング状ドレッ
サの場合では、ドレッサ移動量を移動ピッチにして１／
４以下、いいかえれば、ドレッサ外径に対する比で１／
４以下の移動量にすると摺動距離分布の均一性の向上の
効果が顕著となることが明確にわかる。また、円板状ド
レッサおよび砥石幅が比較的大であるリング状ドレッサ
の場合では、ドレッサ移動量を移動ピッチにして１／８
以下、すなわち、ドレッサ外径の１／８以下の移動量に
することにより、均一性をほぼ０．１以下、つまり、摺
動距離分布形状の凹凸のばらつきを１０％以内に収める
ことができ、ドレッシング形状の平坦性向上に特に効果
的であることがわかる。

【００４９】次に図１０の（ｃ），（ｄ）は、砥石幅が
比較的小さい、すなわち、砥石幅がドレッサ外径の１／
４未満であるリング状ドレッサの場合についてシミュレ
ーションを行った結果である。このようなドレッサで
は、上記のドレッサ移動量の適正範囲であるドレッサ外
径の１／４よりも砥石幅が小さいために、砥石幅の寸法
効果が顕著となる可能性が大きい。図１０（ｃ）より、
移動量がドレッサ外径に対して１／４であっても砥石幅
がこれより小さい１／８であると、さほど均一性向上の
効果が見られず、移動量が砥石幅と同じドレッサ外径の
１／８とすると摺動距離分布の均一性が０．１以下、す
なわち凹凸のばらつきを１０％以内にできることがわか
る。同様に図１０（ｄ）より砥石幅がドレッサ外径の３
／４０の場合、摺動距離分布の均一性の向上が顕著とな
るのは、ドレッサ移動量を砥石幅と同じドレッサ外径の
３／４０としたときである。

【００５０】以上のことをまとめると、円板状ドレッサ
の場合、摺動距離分布の均一性、すなわちドレッシング
形状の平坦性の向上に効果があるのは、トレッサ移動量
がドレッサ外径の１／４以下のときであり、特に効果の
あるのはドレッサ移動量がドレッサ外径の１／８以下の
ときである。また、リング状ドレッサの場合、ドレッサ
移動量をドレッサ外径の１／４またはドレッサ砥石幅の
いずれか小さい方の値以下にすると摺動距離分布の均一
性に効果的であり、さらに効果的であるのは、ドレッサ
外径に対して１／８またはドレッサ砥石幅のいずれか小
さい値以下の場合である。

【００５１】なお、実際のドレッシングにおいて、ドレ
ッサ移動量とドレッシング所要時間は、反比例の関係に
あるため、ドレッサ移動量を極端に小さくすることは、
ドレッシング効率を低下させることになる。したがっ
て、ドレッサ移動量の下限の値として、円板状ドレッサ
の場合、外径の１／１６程度、リング状ドレッサの場合
は、外径の１／１６または砥石幅の１／２のいずれか小
さい方の値程度が望ましい。

【００５２】以上のようなドレッサ砥石の往復運動幅お
よび移動量についてのシミュレーション結果は、図１に
示した装置のようにドレッサ砥石をアームを揺動させて
ドレッサ砥石に研磨布の使用領域を半径方向に横断させ
る円弧往復運動を与える場合でも、図２の装置を使用す
ることによりドレッサ砥石に直線往復運動を与えて研磨
布のドレッシングを行なう場合にも当てはまるものであ
るが、円弧往復運動の場合、直線往復運動と異なり、ド
レッサ移動速度の研磨布半径方向の成分が位置により変
化するという特徴がある。

【００５３】そこで、図１１は、ドレッサ移動速度の研
磨布半径方向成分の変化が摺動距離分布に及ぼす影響を
調べるため、揺動アーム９の腕長を変えて摺動距離分布
をシミュレーションして求めた結果を示す図である。こ
の図１１は、横軸は、研磨布の使用領域の幅方向の各位
置を表わし、縦軸に最大摺動距離を１として、各位置で
の摺動距離の比をとったグラフで、そのうち、図１１
（ａ）は、揺動アーム９の腕の長さが短い場合、図１１
（ｂ）は、揺動アーム９の腕の長さが長い場合である。

【００５４】この図１１（ａ）、図１１（ｂ）を対照し
てみると明らかなように、揺動アーム９の長さが長い場
合は、ドレッサ移動速度の研磨布半径方向成分の変化が
小さくなるため、摺動距離分布の凹凸のばらつきが緩和
されることがわかる。したがって、摺動距離分布の均一
性を向上させるには、揺動機構の腕の長さを可及的に長
くするほうが好ましい。

【００５５】このように腕の長さは長いほうが良いが、
実際の研磨装置においては、装置が大型化する難点があ
る。そこで、揺動機構を用いてドレッサ砥石に往復運動
を与える場合には、揺動機構の制御装置に、ドレッサ移
動速度の研磨布半径方向の成分が一定となるように揺動
回転数を制御する機能を持たせることが好ましい。これ
により、揺動機構の全長を大きくすることなく、摺動距
離分布の均一性、すなわち、ドレッシング形状の平坦性
を向上させることができる。

【００５６】これに対して、ドレッサ砥石に直線往復運
動を与える場合、移動方向が研磨布半径方向と一致して
いる場合には、ドレッサ移動速度の研磨布半径方向速度
成分が一定であり問題がないが、移動方向が研磨布半径
方向に一致しない場合には、揺動機構による場合と同様
に、ドレッサ移動速度の研磨布半径方向成分が一定にな
るように移動速度を制御することにより摺動距離分布の
均一性を向上させることができる。

【００５７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、研磨布使用領域の幅よりも小径のドレッサ砥
石を用いた場合に、研磨布の最終形状の平坦性を向上さ
せるように、最良の条件の下で研磨布にドレッシングを
行えるので、超精密研磨加工の精度向上に大いに寄与す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による研磨布ドレッシング装置の一実施
形態を示す斜視図。

【図２】本発明による研磨布ドレッシング装置の他の一
実施形態を示す斜視図。

【図３】本発明による研磨布ドレッシング方法における
回転定盤上の研磨布とドレッサ砥石との運動の相対位置
関係を表わした模式説明図。

【図４】研磨布の使用領域の部分におけるドレッサ砥石
の摺動距離の分布をグラフ化した図。

【図５】円板状のドレッサ砥石に半径方向の往復運動を
与えずに研磨布をドレッシングしたときのドレッサ砥石
の摺動距離分布をシミュレーションした結果を示す図。

【図６】リング状のドレッサ砥石に半径方向の往復運動
を与えずに研磨布をドレッシングしたときのドレッサ砥
石の摺動距離分布をシミュレーションした結果を示す
図。

【図７】円板状ドレッサおよびリング状ドレッサの各々
について、ドレッシング形状を数量的にモデル化した
図。

【図８】図７のドレッシング形状の数量モデルを利用し
て、ドレッサ外径の５倍相当の範囲を１回往復運動させ
てドレッシングを行なった場合の結果を数値的に評価す
る図。

【図９】円板状ドレッサおよびリング状ドレッサの各々
について、摺動距離分布をシミュレーションした結果を
示す図。

【図１０】研磨布の１回転あたりのドレッサ砥石の半径
方向への移動量と、摺動距離分布の均一性との関係をシ
ミュレーションにより解析した結果を示す図。

【図１１】揺動機構を利用した場合のドレッサ移動速度
の研磨布半径方向成分の変化が摺動距離分布に及ぼす影
響について、揺動アームの腕長を長短の各場合について
シミュレーションして求めた結果を示す図。

【符号の説明】

１研磨布２ドレッサ砥石３回転定盤４ドレッサ回転ヘッド（ドレッサ回転手段）５揺動機構部６揺動アーム７ドレッサ昇降機構部８直線往復移動機構部９横桁１０案内溝１１往復台

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５０】以上のことをまとめると、円板状ドレッサ
の場合、摺動距離分布の均一性、すなわちドレッシング
形状の平坦性の向上に効果があるのは、ドレッサ移動量
がドレッサ外径の１／４以下のときであり、特に効果の
あるのはドレッサ移動量がドレッサ外径の１／８以下の
時である。また、リング状ドレッサの場合、ドレッサ移
動量をドレッサ外径の１／４またはドレッサ砥石幅のい
ずれか小さい方の値以下にすると摺動距離分布の均一性
に効果的であり、さらに効果的であるのは、ドレッサ外
径に対して１／８またはドレッサ砥石幅のいずれか小さ
い値以下の場合である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者伊藤史隆静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械株式会社沼津事業所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨布の円環状の使用領域の幅よりも小さ
な外径を有する円形のドレッサ砥石を回転定盤上に固定
した前記研磨布に押し付けながら前記使用領域に対して
研磨布半径方向の往復運動を与え、前記研磨布に回転運
動を与えながら、前記研磨布の使用領域内の半径方向各
位置における前記ドレッサ砥石の摺動距離分布が均一と
なるように研磨布のドレッシングを行なうことを特徴と
する研磨布ドレッシング方法。
【請求項２】ドレッサ砥石の外径によって表わされる往
復運動幅を、前記研磨布の使用領域幅と、研磨布半径方
向の内外にそれぞれ前記ドレッサ砥石の外径の値とを加
えた幅以上で、かつ、前記研磨布の半径値以下の範囲と
して研磨布のドレッシングを行なうことを特徴とする請
求項１に記載の研磨布ドレッシング方法。
【請求項３】前記ドレッサ砥石は、円板状ドレッサまた
はリング状ドレッサからなることを特徴とする請求項２
に記載の研磨布ドレッシング方法。
【請求項４】前記研磨布１回転あたりの前記円板状ドレ
ッサの研磨布半径方向の移動量がドレッサ外径の１／４
以下となるように前記円板状ドレッサに往復運動を与え
て研磨布のドレッシングを行なうことを特徴とする請求
項３に記載の研磨布ドレッシング方法。
【請求項５】前記研磨布１回転あたりの前記リング状ド
レッサの研磨布半径方向の移動量がドレッサ外径の１／
４、またはドレッサ砥石幅のいずれか小さい方の値以下
となるように前記リング状ドレッサに往復運動を与えて
研磨布のドレッシングを行なうことを特徴とする請求項
３に記載の研磨布ドレッシング方法。
【請求項６】往復運動する間の前記ドレッサ砥石の研磨
布半径方向速度成分が一定となるようにドレッサ砥石に
往復運動させながら研磨布のドレッシングを行なうこと
を特徴とする請求項３に記載の研磨布ドレッシング方
法。
【請求項７】ドレッシング対象の研磨布が取り付けられ
一定の回転数で自転する回転定盤と、前記研磨布の円環状の使用領域の幅よりも小さな外径を
有する円形状のドレッサ砥石と、前記ドレッサ砥石を保持するとともに所定の回転数で回
転運動を与えるドレッサ回転手段と、前記ドレッサ砥石を所定の面圧で前記研磨布に押し付け
ながら研磨布半径方向に往復運動を与えるドレッサ移動
手段と、前記ドレッサ砥石の往復運動の移動量と、移動速度を制
御する往復運動制御手段とを具備することを特徴とする
研磨布ドレッシング装置。
【請求項８】前記ドレッサ移動手段は、前記ドレッサ回
転手段が一端に取り付けられ研磨布の半径方向に揺動す
る揺動アームを有する揺動機構からなることを特徴とす
る請求項７に記載の研磨布ドレッシング装置。
【請求項９】前記ドレッサ移動手段は、前記ドレッサ回
転手段を研磨布の半径方向に直線往復運動させる直線移
動機構からなることを特徴とする請求項７に記載の研磨
布ドレッシング装置。
【請求項１０】前記研磨布は、エラストマ、軟質プラス
チック、繊維を規則的に編み込んだ織物、または不織布
からなる研磨布であることを特徴とする請求項７に記載
の研磨布ドレッシング装置。