(57)【要約】【課題】  種々発生する欠点を解決でき、大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨を可能とする研磨定盤、平面研磨装置及び研磨方法を提供する。【解決手段】  矩形ワーク１表面を平面研磨する平面研磨装置３０に使用される研磨定盤２０の研磨パッド２２が貼り付けられた定盤本体２１の外径寸法は、矩形ワーク１の矩形短辺長さの１／２から１／３の寸法に形成する。平面研磨装置３０は、研磨定盤２０を、Ｘ軸及びＹ軸を有する水平面に配置された矩形ワーク１に対してＺ軸を有する垂直軸に配置し、水平面上を駆動させ、垂直軸方向に下降、上昇、加圧制御及び回転制御を行う。複数の研磨パターンによる研磨量から重回帰の結果に基づいて複数の研磨パターンを組み合わせて研磨する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨パッドを貼り付けた研磨定盤を加圧回転させて、矩形ワーク表面を平面研磨する平面研磨装置に使用される研磨定盤であって、前記研磨パッドが貼り付けられた定盤本体の外径寸法は、前記矩形ワークの矩形短辺長さの１／２から１／３の寸法に形成されていることを特徴とする研磨定盤。
【請求項２】
前記研磨パッドを貼り付けた研磨定盤は、その研磨面側の外周部に研磨加圧による前記矩形ワークの沈み込み量に対応した逃げ部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の研磨定盤。
【請求項３】
前記逃げ部は、前記研磨定盤の外周端部から外径寸法の１／６程度の内側まで緩やかな円弧面に形成されていることを特徴とする請求項２記載の研磨定盤。
【請求項４】
前記研磨パッドを貼り付けた研磨定盤は、その外周部に研磨加圧による前記矩形ワークから受ける圧力により逃げが発生するよう薄肉部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の研磨定盤。
【請求項５】
前記薄肉部は、前記研磨定盤の外周端部から外径寸法の１／６程度の内側までに形成されていることを特徴とする請求項４記載の研磨定盤。
【請求項６】
請求項１から５に記載の研磨定盤を備える平面研磨装置であって、前記研磨定盤は、Ｘ軸及びＹ軸を有する水平面に配置された矩形ワークに対してＺ軸を有する垂直軸に配置され、前記水平面上を駆動させるとともに、前記垂直軸方向に下降、上昇、加圧制御及び回転制御が加えられることを特徴とする平面研磨装置。
【請求項７】
請求項１から５に記載の研磨定盤を備える平面研磨装置による研磨方法であって、前記研磨定盤により予め複数の異なる研磨パターンにより矩形ワーク表面の研磨による研磨量を測定し、それら複数の研磨パターンによる研磨量から前記矩形ワーク表面の研磨量が均一な研磨量に近くなる重回帰を行い、その重回帰の結果に基づき前記複数の研磨パターンを組み合わせて研磨することを特徴とする研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形ワークの片面を精度良く研磨する研磨定盤、その研磨定盤を使用した平面研磨装置及び研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶用ガラス基板、カラーフィルターガラス基板あるいはフォトマスク用ガラス基板等あらゆるガラス系基板の大型大寸法化の方向が加速されている。これと同時に、これら超大型寸法ガラス板の研磨加工を効率良く達成する加工機の要求が急速に高まっている。
【０００３】
従来の大型大寸法ワーク用研磨加工機は、マイクロチップやハードディスク基板を高精度に平面研磨するのに適した研磨機として提供されているものをスケールアップしたものである。例えば、ワークの片面ずつを研磨するオスカー方式やラップマスター方式が知られている。ホップマン方式では、遊星キャリアテーブルでワークを挟んで両面を同時に研磨する等の各種方式の機械が知られている。
【０００４】
市場に提供されている研磨機は、小型小寸法に適した研磨方式を大型大寸法に拡大応用する方式であるため、平面を出す基準となる研磨定盤は、考えられない大きさになってきている。このため機械の規模は極めて大きくなり、機械製造元からユーザーへの機械搬入や、ユーザー先での据付場所等についても大きな制約を伴う不便がある。
【０００５】
また、製造する際の機械精度達成においても、小型小寸法対応の研磨機では容易に達成できる精度でも、大型大寸法対応の超大型加工機では、精度を出すことすらままならなくなる傾向にある。また、精度をユーザーで維持管理することも大きな負担となりつつある。
【０００６】
研磨機が大型化したときには、駆動系１つを考えても、精度出し、精度の維持向上のためには、機械重量を指数的に重くする必要があり、これを駆動するモータもただ回すだけから、より良い制御を求めサーボ化が進められている。結果として、従来、負担と感じていなかったランニングコストも非常に大きくなってきている。
【０００７】
これら大型化の不都合を解決する手段として、片面平面研磨機を大型化させずに片面研磨を行う技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。この技術においては、単一の研磨定盤寸法は、ワーク寸法より小を採用し、同径一対の研磨定盤を自転および公転をさせ、公転最大外径の研磨定盤での研磨に等しい効果を挙げようとしているものである。また、ワーク寸法に対する研磨定盤の寸法設定は、概略述べられているが、ハード的に規制が掛かり任意寸法とはならない。研磨定盤寸法は、単体で矩形短辺の半分程度以上となるが、これをさらに大きくし過ぎると、固定距離に設置された研磨定盤同士が干渉し、小さくし過ぎると研磨ムラの発生を見ることになる。
【０００８】
この種の技術における基本的考え方は、装置サイズが決まれば研磨定盤サイズも決定されることになる。従って、ワークサイズの大型大寸法化に応じて研磨定盤サイズも大きくする従来の考え方を踏襲している方式と判断される。
【０００９】
ここで、単純にワーク寸法より小さな研磨定盤１つを用い、ワーク加工表面上をある軌跡を持って研磨する方式が考えられる。この方式よる利点は、種々考えられるが、また研磨面を均一に仕上げる、平面度を得ること、取り代を同じくすることが非常に困難なため市場には供給されていないのが現状である。
【００１０】
一例として、研磨定盤における研磨量を調べると、自転のみでの研磨量は、その半径方向に比例し大きくなる。すなわち研磨定盤外側、外周近くになるに従い研磨量が大きくなる傾向にあることが観察される。
【００１１】
しかし、この研磨定盤をある速度で移動させると、研磨量は研磨定盤が移動通過した研磨量の積分値に等しくなり、移動方向に対し直角方向での研磨量を観察すると、研磨定盤の中心が通過する辺りが最大となり、半径で外になるほど研磨量が少なくなる傾向が観察される。この減少程度は、半径の２／３程度まではそれほど大きくなく、さらに外側では急激に研磨量が減少する傾向にある。また、詳細に観察すると、研磨定盤の回転方向と移動方向の組合せにより、移動方向左右での研磨量の違いも認められる。
【００１２】
研磨量に与える因子は、研磨定盤の回転数、移動速度、加圧状態、研磨砥粒の供給状態、温度、ワークの保持状態等々種々あるため、前記以外の傾向を観察される可能性はあるが、研磨定盤の一定速度回転と研磨定盤回転に比べ非常に遅い移動が行われた場合、すなわち２因子とした場合には、共通して観察される傾向である。
【００１３】
これらの研磨特性を考慮し研磨軌跡を設定すると、ワーク中央部は均一な研磨量を比較的容易に達成することが可能であることが観察された。しかし、外周部に関して中央部と同レベルの平均的研磨量を得ることは、非常に難しく特に研磨定盤が大きくなると、半径方向の研磨量の違いが大きく作用し、望みの研磨が達成出来ないのが現状である。
【００１４】
また、最近要求されている薄板ガラスにおける研磨では、ガラス板をゴムシート上に固定し研磨が行われるが、小径研磨定盤を加圧押し当てることにより、ゴムシートが粘弾性変形し、研磨定盤が押し当てられているワークであるガラス板が部分的に沈み込む現象が見られる。図１１及び図１２は従来の小型研磨定盤を使用して大型ガラス基板の表面を研磨する状態を説明する図である。研磨定盤３は、例えば、下面に研磨パッド５を貼り付けた定盤本体４が、フローティング機構６を介して駆動軸８の下端部に設けられ、この駆動軸８に設けられた駆動ピン７をフローティング機構６に係合させたものである。この研磨定盤３により、薄いゴムシート２を介して平坦なテーブルに設置されたガラス板１の表面に、押圧力を加えるとともに回転させて研磨が行われると、ゴムシート２の沈み込みに沿ってガラス板１に沈み込み（ａ）が生じる。この沈み込み箇所は、研磨定盤３の移動とともにガラス板１上を移動することになる。研磨定盤３の移動時には、移動方向のガラス板１を強制的に押し下げながら移動することになる。この押し下げ移動が連続的に行われる場合、問題の発生はあまり見られないが、移動方向が変わるような円軌道では、図１２に示すように、研磨定盤１に貼り付けられている研磨パッド外周端での研磨痕が発生する。
【００１５】
これにつき、研磨痕が発生しないよう研磨定盤３を駆動制御することは可能であるが、ガラス板１の均一研磨の視点から見ると、研磨痕の発生を許容する研磨軌跡が望ましく、所望の研磨が達成されないのが現状である。
【特許文献１】特開２００４−１１４２４０号公報（第５〜１３ページ、図１〜２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、ワークの大型大寸法化に応じて巨大複雑化する平面研磨に対し、出来るだけ単純化した機構にでき、１つのワークに対しそのワークより小さい研磨定盤にでき、その研磨定盤をＸＹＺ軸方向での制御を加えるとともに、種々発生する欠点を解決でき、大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨を可能とする研磨定盤、平面研磨装置及び研磨方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明にあっては、研磨パッドを貼り付けた研磨定盤を加圧回転させて、矩形ワーク表面を平面研磨する平面研磨装置に使用される研磨定盤であって、前記研磨パッドが貼り付けられた定盤本体の外径寸法は、前記矩形ワークの矩形短辺長さの１／２から１／３の寸法に形成されていることを特徴とするものである。大型の矩形ワークの研磨において、研磨定盤を大型化させずに安価にでき、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明にあっては、前記研磨パッドを貼り付けた研磨定盤は、その研磨面側の外周部に研磨加圧による前記矩形ワークの沈み込み量に対応した逃げ部が形成されていることを特徴とするものである。研磨定盤の外周部に逃げ部が形成されているため、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明にあっては、前記逃げ部は、前記研磨定盤の外周端部から外径寸法の１／６程度の内側まで緩やかな円弧面に形成されていることを特徴とするものである。研磨定盤の外周部に緩やかな円弧面に形成されているため、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００２０】
請求項４に記載の発明にあっては、前記研磨パッドを貼り付けた研磨定盤は、その外周部に研磨加圧による前記矩形ワークから受ける圧力により逃げが発生するよう薄肉部に形成されていることを特徴とするものである。研磨定盤の外周部が薄肉部に形成され矩形ワークから受ける圧力により撓んで逃げが生じることで、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明にあっては、前記薄肉部は、前記研磨定盤の外周端部から外径寸法の１／６程度の内側までに形成されていることを特徴とするものである。研磨定盤の外周部の薄肉部により逃げが生じることで、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００２２】
請求項６に記載の発明にあっては、研磨定盤を備える平面研磨装置であって、前記研磨定盤は、Ｘ軸及びＹ軸を有する水平面に配置された矩形ワークに対してＺ軸を有する垂直軸に配置され、前記水平面上を駆動させるとともに、前記垂直軸方向に下降、上昇、加圧制御及び回転制御が加えられることを特徴とするものである。大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨が可能となる。
【００２３】
請求項７に記載の発明にあっては、研磨定盤を備える平面研磨装置による研磨方法であって、前記研磨定盤により予め複数の異なる研磨パターンにより矩形ワーク表面の研磨による研磨量を測定し、それら複数の研磨パターンによる研磨量から前記矩形ワーク表面の研磨量が均一な研磨量に近くなる重回帰を行い、その重回帰の結果に基づき前記複数の研磨パターンを組み合わせて研磨することを特徴とするものである。矩形ワークより十分に小さい研磨定盤を使用することで研磨できることで、大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨を可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
研磨パッドを貼り付けた研磨定盤を加圧回転させて、矩形ワーク表面を平面研磨する平面研磨装置に使用される研磨定盤であって、研磨パッドが貼り付けられた定盤本体の外径寸法は、矩形ワークの矩形短辺長さの１／２から１／３の寸法に形成されていることで、大型の矩形ワークの研磨において、研磨定盤を大型化させずに安価にでき、研磨痕の発生を防ぐことができる。
【００２５】
研磨定盤を備える平面研磨装置であって、研磨定盤は、Ｘ軸及びＹ軸を有する水平面に配置された矩形ワークに対してＺ軸を有する垂直軸に配置され、水平面上を駆動させるとともに、垂直軸方向に下降、上昇、加圧制御及び回転制御が加えられることで、大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨が可能となる。
【００２６】
研磨定盤を備える平面研磨装置による研磨方法であって、研磨定盤により予め複数の異なる研磨パターンにより矩形ワーク表面の研磨による研磨量を測定し、それら複数の研磨パターンによる研磨量から矩形ワーク表面の研磨量が均一な研磨量に近くなる重回帰を行い、その重回帰の結果に基づき複数の研磨パターンを組み合わせて研磨することで、矩形ワークより十分に小さい研磨定盤を使用することで研磨できることで、大型化させずに安価にでき、高精度の片面平面研磨を可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１は本発明第１実施形態の研磨定盤を説明する図である。
【００２８】
本実施形態の研磨定盤１０は、後に詳細に説明する平面研磨装置に設けられる駆動軸１６の下端部に取り付けられるものであり、矩形ワークの短辺長さの１／２から１／３の大きさの外径を有する定盤本体１１と、この定盤本体１１の下面に貼り付けられた研磨パッド１２と、定盤本体１１の上部に設けられたフローティング機構１３と、駆動ピン１５等とから構成されている。
【００２９】
定盤本体１１は、外周部側が、使用される矩形ワークの沈み込み量に対応した逃げ部１１ａが形成されたものである。この定盤本体１１の逃げ部１１ａは、外周端部から外径寸法の１／６程度の内側まで緩やかな円弧面に形成されたものである。この逃げ部１１ａの具体的な大きさに関しては、ワークの板厚及び下に敷かれるゴムシートの厚みや特性に影響される。ワークの沈み込み量に関して、例えば、０．８ｍｍのゴムシートと０．７ｍｍのガラス板の組み合わせで、１００ｇ／ｃｍ２の荷重の下では、６０μｍ程度が観察された。したがって、本実施形態の逃げ部１１ａに関しても、同様の値を参考にして外周端部から外径寸法の１／６程度の内側まで緩やかな円弧面に形成される。また、定盤本体１１の中央部には、孔１１ｂが形成されている。駆動軸１６に形成されている図示しない流路を通して供給される研磨用セリウム溶液が、孔１１ａからワーク表面と研磨パッド１２との間に供給されるようになっている。フローティング機構１３は、ワーク表面に従って動く機構を構成しており、孔１１ａの上部にボルト１４で取り付けられ、駆動軸１６の下端部に形成されている軸受け部に当接され、かつ駆動軸１６の下部側に水平に取り付けられた駆動ピン１５の両端部に係入された形状に形成されている。すなわち、駆動軸１６からの押圧力や移動力及び駆動ピン１５を介した回転力がフローティング機構１３を介して定盤本体１１に加わり、ワーク表面に従って動くようになっている。
【００３０】
上記構成の研磨定盤１０を使用することで、薄いゴムシートを介して設置される大型ワークの表面に、押圧力を加えられてゴムシートの沈み込みに沿って大型ワークに沈み込みが生じても、矩形ワークの沈み込み量に対応した逃げ部１１ａが外周端部から外径寸法の１／６程度の内側まで緩やかな円弧面に形成されているため、研磨痕が発生することがない。
【００３１】
図２〜図４は本発明第２実施形態の研磨定盤を説明する図である。なお、第１実施形態に対応する部分及び部材は同一の符号を記し、詳細の説明を省略する。
【００３２】
本実施形態の研磨定盤２０は、第１実施形態の研磨定盤１０と同様に、後に詳細に説明する平面研磨装置に設けられる駆動軸１６の下端部に取り付けられるものであり、定盤本体２１と、この定盤本体２１の下面に貼り付けられた研磨パッド２２と、定盤本体２１の上部に設けられたフローティング機構１３と、駆動ピン１５等とから構成されている。この研磨定盤２０は、図３に示すように、下にゴムシート３２を敷いたワーク１の表面を研磨するものである。
【００３３】
定盤本体２１は、外周部側が研磨加圧による矩形ワークから受ける圧力により上側に撓んで逃げが発生するよう薄肉部２１ａに形成されているものである。この薄肉部２１ａは、研磨定盤２１の外周端部から外径寸法の１／６程度の内側までに形成されている。また、この定盤本体２１は、第１実施形態と同様に孔２１ｂが形成されされている。さらに、定盤本体２１がフローティング機構１３を介して取り付けられ、駆動ピン１５により駆動される構成を有することは第１実施形態と同様である。
【００３４】
上記構成の研磨定盤２０を使用することで、図３に示すように、薄いゴムシート３２を介して設置される大型ワーク１の表面に、押圧力が加えられてゴムシート３２の沈み込みに沿って大型ワーク１に沈み込みが生じても、定盤本体２１の外周部側が、矩形ワーク１の沈み込み量（ａ）に対応して、上側に撓んで逃げが発生するよう薄肉部２１ａに形成されていることで、図４に示すようように、外周部側において研磨痕が発生することがない。
【００３５】
次に、上記説明における研磨定盤が使用される平面研磨装置を具体的に説明する。図５は本発明実施形態の平面研磨装置の平面図、図６は本発明実施形態の平面研磨装置の正面図である。
【００３６】
本実施形態の平面研磨装置３０は、所定の矩形状に形成された１つの大型のワーク１を水平に保持する支持台３１と、第２実施形態において説明した研磨定盤２０をＹ軸方向へ駆動するＹ軸駆動部３３と、研磨定盤２０をＸ軸方向へ駆動させるＸ軸駆動部４０と、研磨定盤２０をＺ軸方向へ駆動させるＺ軸駆動部５０等との部分から構成されている。
【００３７】
支持台３１は、上面の平面精度が優れた矩形箱型に形成されたテーブルが使用され、そのテーブル上面の大きさはワーク１の大きさよりやや大きい寸法のものが使用される。この支持台３１の上面には、ワーク保持用のゴムシート３２が貼り付けられる。研磨するときには、ゴムシート３２の上面にワーク１を載せて固定される。
【００３８】
Ｙ軸駆動部３３は、支持台３１を挟んだ両側に配置された一対のＹ軸用支持台３４と、これらＹ軸用支持台３４の上面にそれぞれＹ軸方向に沿って設けられた一対のガイドレール３５，３６と、それぞれのＹ軸用支持台３４に設けられたＹ軸駆動モータ３７と、このＹ軸駆動モータ３７にそれぞれ駆動されるボールネジ３８等とから構成されている。
【００３９】
Ｘ軸駆動部４０は、支持台３１の上部をＸ軸方向に横切り両端部側がＹ軸用支持台３４の上部において、ボールネジ３８により駆動可能に取り付けられた移動用支持台４１と、この移動用支持台４１のＸ軸方向に沿って設けられた一対のガイドレール４２，４３と、移動用支持台４１の一方の端部側に設けられたＸ軸駆動モータ４４と、このＸ軸駆動モータ４４に駆動されるボールネジ４５等とから構成されている。
【００４０】
Ｚ軸駆動部５０は、Ｘ軸駆動部４０のボールネジ４５により駆動可能に取り付けられたベース板４７と、このベース板４７に取り付けられた軸受け用のハウジング４８と、Ｚ軸方向に押圧力を与えるエアシリンダ４９と、回転駆動モータ５１と、駆動力を伝達するプーリ５２，５３と、プーリ５２，５３間に掛けられているタイミングベルト５４等とから構成され、エアシリンダ４９により押圧力が加えられるとともに、回転駆動モータ５１により回転力が加えられる駆動軸１６が、ハウジング４８内において軸受機構により支持され、その下端部側に研磨定盤２０が取り付けられている。
【００４１】
上記構成の平面研磨装置３０は、支持台３１の上にゴムシート３２を敷いて矩形状に形成された１つの大型のワーク１が配置され、そのワーク１の上部において、研磨定盤２０がＺ軸駆動部５０のエアシリンダ４９により押圧力が駆動軸１６を介して伝達され、回転駆動モータ５１の回転がプーリ５２，５３とタイミングベルト５４により駆動軸１６から駆動ピン１５を介して伝達され、その状態においてＹ軸駆動部３３及びＸ軸駆動部４０により、研磨定盤２０がワーク１の上面をＹ軸及びＸ軸に沿って移動されるようになっている。したがって、本実施形態の平面研磨装置３０により、支持台３１上面に敷いたゴムシート３２上に設置された矩形大型ワーク１の上面を、その矩形大型ワーク１の矩形短辺長さの１／２から１／３の寸法に形成された研磨定盤２０が、押圧力、回転力を与えつつＹ軸及びＸ軸に沿って移動させることができる。このように矩形大型ワーク１に対して小径の研磨定盤２０を組み合わせることにより、研磨したい領域のみの研磨も可能となり、また全域の研磨も可能となる。また、機械的には簡素であるため保守も容易であり、イニシャルコストも大きな負担にならない加工機の供給が可能となった。
【００４２】
次に、上記の研磨定盤１０または２０を使用して平面研磨装置３０により研磨する方法について具体的に説明する。図７は本実施形態の研磨定盤を使用したときの研磨量を説明する図、図８はワークの中央部分の研磨状況を説明する図、図９はワークの縁に沿った研磨状況を説明する図、図１０はワークの角部の研磨状況を説明する図である。
【００４３】
図７に示すように、ワークの研磨を行っている直径Ｄの研磨定盤が、ある速度Ｖで移動すると、研磨定盤の直径Ｄに対し中心の２／３Ｄ範囲は、比較的よく研磨されるが、その外側の周囲側は、研磨能力が急激に落ちることが観察される。
【００４４】
次に、図８に示すように、研磨定盤寸法について、ワークの表面中央付近にポイントＰ１を考える。このポイントＰ１を研磨するには、このＰ１が研磨定盤の下に位置する必要がある。今仮にポイントＰ１を速度Ｖで研磨定盤が通過したとし、この通過状態をある一定時間刻みで研磨定盤の中心軸の位置を観察すると、その軌跡上に位置の数として見られ、数が多く密な程速度Ｖが遅いことが分かる。すなわち研磨ポイントＰ１を中心として、研磨定盤の寸法と同寸、径Ｄ内の数により研磨量が決定される。この場合、研磨定盤の位置による研磨量の差異を無視しており、実研磨と違うことが容易に推測されるが、簡易的に研磨定盤の半径位置による研磨量差異はないものとし、研磨量は移動速度Ｖのみで決定されるとしておく。
【００４５】
図８に示すように、ポイントＰ１に対し仮に１００と言う定盤軌跡ポイントが観察されたとすると、これを図９に示すように、ワークの縁Ｐ２、あるいは角部のＰ３を考えると、ポイントＰ１に対し面積減のためそれぞれ５０，２５ポイントが観察されることになる。
【００４６】
従ってワークの中央部と外周辺、角部では、同じ条件で研磨を行うと中央部の研磨量が大きく、次に外周直線部、角部は研磨されにくいことが分かる。軌跡ポイント数を同じにするには、外周直線部では中央部の速度の１／２にまた角部では１／４にすることにより同値の１００とすることができる。
【００４７】
また、図１０に示すように、逆に辺中央の研磨速度で研磨すると角部は両辺からの半円Ｓ１，Ｓ２が重なり、角部の扇型Ｓ３が重なることになる。条件としてＳ１、Ｓ２でのポイントをそれぞれ１００とし、扇型Ｓ３でも１００とするとポイントの粗密で一見可能であるが、Ｓ１，Ｓ２を少しずらすと成立しなくなることが分かる。結果として均一な研磨は出来ないことになる。
【００４８】
以上のことから、矩形外周部から研磨定盤の半径に相当する部分とその内側では、研磨を均一にすることが難しいことが分かる。従って、普通ワーク寸法に対し研磨定盤は、大きいものが選択されることが行われる。しかし、研磨定盤を小さくしその影響範囲を狭めることは可能であり１つの選択肢となる。
【００４９】
先の例は研磨定盤の半径位置による研磨量に違いがなく速度Ｖのみの影響を考えたものである。実際の研磨量はパッドの種類や研磨時の圧力、回転周速、セリウムの量、温度、ペーハーにも影響を受けるため実際の研磨を行って初めて正確な結論が得られる。
【００５０】
従って、均一な研磨を最大研磨量と最小研磨量の比率を２以下とし、各種研磨パターンのテストを行った。単一の繰り返しパターンでは、研磨ムラが大きく研磨パターンによって特徴があることが確認できた。
【００５１】
以上のことから、本実施形態の研磨定盤１０または２０を使用して平面研磨装置３０により研磨するには、予めワークの表面を複数の研磨パターンを決めて研磨し、その研磨量を測定してからワークが均一な研磨量になるように重回帰を行って研磨パターンの組合わせで研磨を行う。研磨パターンとしては、例えば、矩形ワークの表面を研磨定盤が楕円形を描くパターン、矩形ワークの縁や角部に沿った形状を描くパターン、矩形ワークの中央部をＸ軸またはＹ軸に直線的に描くパターン等が採用される。
【００５２】
この際矩形外縁の研磨において均一化するためには、研磨定盤の寸法を矩形短辺の１／２以下にすると角部の制御と辺部の制御を分けることが出来るため良好なる結果が得られた。しかし、あまり小さくすると研磨に時間が掛かりすぎるため許容できる範囲とし１／２〜１／３が好ましいことが確認できた。
【００５３】
上記の研磨方法では、大型の矩形ワークに対し、外径寸法が小さい研磨定盤を使用して、予め複数の異なる研磨パターンによる研磨量を測定してから、矩形ワークが均一な研磨量になるように重回帰を行って研磨パターンの組合わせで研磨を行うことで、均一な研磨にできることが確認でき、かつ小さい研磨定盤で大型の矩形ワークの研磨が可能になった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
矩形ワークの片面を精度良く研磨する研磨定盤、その研磨定盤を使用した平面研磨装置及び研磨方法に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明第１実施形態の研磨定盤を説明する断面図である。
【図２】本発明第２実施形態の研磨定盤を説明する断面図である。
【図３】本発明第２実施形態の研磨定盤の使用状態における断面図である。
【図４】図３のＡ部分の拡大断面図である。
【図５】本発明実施形態の平面研磨装置の平面図である。
【図６】本発明実施形態の平面研磨装置の正面図である。
【図７】本発明実施形態の研磨定盤を使用したときの研磨量を説明する図である。
【図８】本発明実施形態による平面研磨装置によるワークの中央部分の研磨状況を説明する図である。
【図９】本発明実施形態による平面研磨装置によるワークの縁に沿った研磨状況を説明する図である。
【図１０】本発明実施形態による平面研磨装置によるワークの角部の研磨状況を説明する図である。
【図１１】従来の研磨定盤の使用状態における断面図である。
【図１２】図１１のＢ部分の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１  ワーク
１０，２０  研磨定盤
１１，２１  定盤本体
１１ａ  逃げ部
１２，２２  研磨パッド
２１ａ  薄肉部
１３  フローティング機構
１５  駆動ピン
１６  駆動軸
３０  平面研磨装置
３１  支持台
３２  ゴムシート
３３  Ｙ軸駆動部
３４  Ｙ軸用支持台
３５，３６  ガイドレール
３７  Ｙ軸駆動モータ
３８  ボールネジ
４０  Ｘ軸駆動部
４１  移動用支持台
４２，４３  ガイドレール
４４  Ｘ軸駆動モータ
４５  ボールネジ
４７  ベース板
４８  ハウジング
４９  エアシリンダ
５０  Ｚ軸駆動部
５１  回転駆動モータ
５２，５３  プーリ
５４  タイミングベルト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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