(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザが要望する種々の研磨態様に対応可能な研磨機を提供する。【解決手段】本体に回転自在に支持され、かつ上面に研磨紙及び琢磨布が交換可能に装填される研磨テーブル２１と、本体に回転自在に支持されて揺動するスイングアーム部材４０と、被研磨部材を保持するワークホルダ７０と、前記研磨テーブルを定速で回転駆動する駆動源と、前記スイングアーム部材を正逆回転させる駆動源と、スイング幅、速度制御、正逆回転の開始位置及び終了位置の設定、時間の制御を実行する制御系を有する。また本研磨機は被研磨部材の表面状態をワークホルダからはずさずに研磨状態の良否を視認することができ、顕微鏡画像はデジタル信号に変換できるため、深さ方向の画像を取り込み保存できるので、一枚一枚の画像を積み重ねることによって、３Ｄ（立体）画像を得ることができる。【選択図】図１
0003161598.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
結晶解析や組織観察に必要な試料を研磨加工する研磨機であって、
本体に回転自在に支持され、かつ上面に研磨紙,琢磨布又はラッピングシートが交換可能に装填される研磨テーブルと、
前記本体に回転自在に支持されて前記研磨テーブルの上方位置で前記研磨紙，前記琢磨布又は前記ラッピングシートに沿って揺動するスイングアーム部材と、
前記スイングアーム部材に上下動可能に支持され、被研磨部材の研磨面を前記研磨紙，前記琢磨布又は前記ラッピングシートに対向させて保持するワークホルダと、
前記研磨テーブルを定速で回転駆動する第１の駆動源と、
前記スイングアーム部材を正逆回転させるとともに、前記正逆回転の開始位置及び終了位置の設定が可能な第２の駆動源と、
ユーザが入力する制御信号に基づいて、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源とをそれぞれ駆動する制御、前記第１の駆動源を停止させ前記第２の駆動源のみを駆動する制御、前記スイングアーム部材のスイング幅、前記駆動源の速度制御、前記正逆回転の開始位置及び終了位置を設定する制御、前記駆動源を駆動する時間の制御を少なくとも実行する制御系とを有することを特徴とする研磨機。
【請求項２】
さらに、前記ワークホルダの下方向への移動量を規制し、前記研磨紙，前記琢磨布又は前記ラッピングシートによる前記被研磨部材の研磨量調整機構を有する請求項１に記載の研磨機。
【請求項３】
前記ワークホルダの前記研磨紙，前記琢磨布又は前記ラッピングシート上での取付位置を９０度に変更することにより、前記被研磨部材の研磨面に形成される研磨疵の方向制御を行う手段を有する請求項１に記載の研磨機。
【請求項４】
前記ワークホルダを第１部材と第２部材とから構成し、前記第１部材と前記第２部材の対向面のいずれか一方の面に溝を形成し、前記溝内に前記ゲル部材を収納すると共にゲル部材の厚さを前記溝の深さよりも厚くした請求項１に記載の研磨機。
【請求項５】
重量の異なる２以上の研磨調整ウエイトを有し、
前記研磨調整ウエイトを組み合わせて前記ワークホルダに装填することにより研磨調整圧を調整可能とした請求項１に記載の研磨機。
【請求項６】
前記研磨テーブルより外側で前記スイングアーム部材のスイングの延長方向に、前記ワークホルダに保持された被研磨部材の研磨面を観察する倒立型光学顕微鏡を前記本体に装備した請求項１に記載の研磨機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、例えばデバイスや金属材料の断面構造を観察する際に、その構造や組成の断面を作製するに最適な研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
結晶方位の観察にはＣＰ（Cross section Polisher）やＩＳ（Ion Slicer）という装置が不可欠である。結晶の方位解析では、その前段階の研磨工程の仕上げによって大きく影響される。これまでは研磨紙や研磨剤を用いた機械研磨では試料表面（観察面）に、研磨時の加工によって表面応力が発生したり、疵やボイド（穴）が潰れたり、クラック（割れ）が発生することがあった。
そこで、電解研磨によって加工層を除去する工夫も行われてきた。とくにＥＢＳＤ(Electron Back Scattering diffraction Pattern)による結晶方位や歪分布状態の解析を行うときに、試料表面に加工変質層による加工歪みがあると正確に評価することができない。このため、非常に弱いイオンビームで加工を行うことにより、硬・軟質複合材料の界面で凹凸のない、きれいな断面を得ることができ微小領域の高倍率観察や結晶方位解析(ＥＢＳＰ)が可能な断面試料が作られてきた。
【０００３】
前記イオンビームでの加工方法は、その装置が高価である上に加工時間も７〜１０時間も掛かる。そこで機械研磨だけで結晶方位解析が容易にできる機械式研磨機の要求が高まっている。
特許文献１に開示された研磨装置は機械式に試料を研磨するものであり、回転自在なチャックテーブルを下方に配置し、スピンドルユニットを構成する支持部材と研磨部材となる研磨工具を前記チャックテーブルの上方位置に配置し、前記チャックテーブル上に半導体ウエハー等の被加工物を上向きにセットし、前記研磨工具を回転させながら前記チャックテーブルの試料に向けて下降させ、前記研磨工具の研磨部材により前記試料を研磨加工する構成となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３３２２８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前記特許文献１に開示された研磨装置では、前記研磨工具の研磨部材が上方位置に、研磨対象の前記試料が下方位置にそれぞれ配置しているため、前記試料を研磨した際に発生する研磨屑が前記試料の断面上に付着する可能性があり、前記試料の断面に悪影響を与えてしまうという課題が残されていた。
【０００６】
この課題を解決するために、前記研磨工具の研磨部材と前記試料との配置関係を前記特許文献１とが逆の関係、すなわち、前記研磨工具の研磨部材を上向きに設置し、前記試料を下向きにして研磨する方式の研磨機が開発されている。
【０００７】
しかし、この種の研磨機は、円盤の上面に研磨紙を装填し、前記円盤の上方にホルダを固定位置で自転させることにより、前記ホルダに支えられた試料を研磨するものであるから、前記ホルダに支えられた試料を前記円盤の研磨紙の局部的な箇所で研磨することとなるため、研磨紙の全面を有効利用できないという課題があった。
【０００８】
さらに、前記ホルダに支えられた試料を前記円盤の研磨紙の局部的な箇所で研磨するため、研磨紙の研磨粒が前記試料の断面に刺さって深い研磨疵が形成され、その研磨疵を修復して前記試料の断面を成形するまで時間を費やす可能性があるばかりでなく、前記研磨疵の深さによっては、前記試料の断面を異常に研磨してしまう、あるいは最終段階まで疵が残ってしまうという可能性がある。
【０００９】
本考案の目的は、研磨紙の全面を有効利用して研磨を行い、またユーザが要望する種々の研磨態様に対応可能な研磨機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するため、本考案に係る研磨機は単純に試料を研磨加工するいう範囲にとどまらず、結晶解析に必要な試料情報を得るための研磨機であって、
本体に回転自在に支持され、かつ上面に研磨紙,琢磨布またはラッピングシートが交換可能に装填される研磨テーブルと、
前記本体に回転自在に支持されて前記研磨テーブルの上方位置で前記研磨紙，前記琢磨布または前記ラッピングシートに沿って揺動するスイングアーム部材と、
前記スイングアーム部材に上下動可能に支持され、被研磨部材の研磨面を前記研磨紙，前記琢磨布または前記ラッピングシートに対向させて保持するワークホルダと、
前記研磨テーブルを定速で回転駆動する第１の駆動源と、
前記スイングアーム部材を正逆回転させるとともに、前記正逆回転の開始位置及び終了位置の設定が可能な第２の駆動源と、
ユーザが入力する制御信号に基づいて、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源とをそれぞれ駆動する制御、前記第１の駆動源を停止させ前記第２の駆動源のみを駆動する制御、前記スイングアーム部材のスイング幅、前記駆動源の速度制御、前記正逆回転の開始位置及び終了位置を設定する制御、前記駆動源を駆動する時間の制御を少なくとも実行する制御系とを有することを特徴とする。
【考案の効果】
【００１１】
本考案によれば、研磨紙や琢磨布などを装填可能な研磨テーブルを定速回転させ、ワークホルダを装着したスイングアーム部材を揺動駆動させ、かつ、前記研磨テーブル及び前記スイングアーム部材の駆動を制御することにより、研磨紙の全面を有効利用して研磨が行えることに加えて、ユーザが要望する種々の研磨量を制御できるばかりでなく、任意の研磨時間を設定することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案に係る研磨機の一実施形態を示す全体斜視図である。
【図２】図１におけるII矢視図で前記実施形態の研磨機の全体正面図である。
【図３】図２におけるIII矢視図で研磨機の全体平面図である。
【図４】図２におけるIV矢視図で研磨機の全体左側面図である。
【図５】図２におけるV矢視図で研磨機の全体右側面図である。
【図６】図３におけるVI−VI線に沿った横断面図である。
【図７】図３におけるVII−VII線に沿った横断面図である。
【図８】前記実施形態の研磨機のスイングアーム部材の先端部を示す拡大詳細図である。
【図９】前記実施形態の研磨機のスイングアーム部材と研磨部との位置関係を表し、ワークホルダが装備された状態を示す部分拡大斜視図である。
【図１０】前記実施形態の研磨機の被研磨部材を装着するワークホルダの一例を示す全体斜視図である。
【図１１】図１０におけるXI−XI線に沿った縦断面図である。
【図１２】前記実施形態の被研磨部材を装着するワークホルダの別の種類を示す斜視図である。
【図１３】前記実施形態の被研磨部材を装着するワークホルダのさらに別の種類を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示すワークホルダに被研磨部材を取付けて研磨板に当接させた状態を示す斜視図である。
【図１５】前記実施形態の駆動制御手段を示すブロック図である。
【図１６】前記実施形態の駆動制御手段における制御信号を示す図である。
【図１７】本実施形態に係る研磨機を用いてＳＵＳ３０４の表面を研磨し、そのＳＵＳ３０４の表面を観察することにより、本実施形態に係る研磨機の性能について検証を行った結果を画像で示した図である。
【図１８】本実施形態に係る研磨機を用いてＳＵＳ３０４の表面を研磨し、そのＳＵＳ３０４の表面を観察することにより、本実施形態に係る研磨機の性能について検証を行った結果を画像で示した図である。
【図１９】本実施形態に係る研磨機を用いて半導体チップ断面を形成した状態を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
次に、本考案に係る研磨機の一実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【００１４】
図１〜図５には、本実施形態の研磨機１０の全体外観が示されている。
図１は研磨機１０の全体斜視図であり、図２は研磨機１０の全体正面図、図３は研磨機１０の全体平面図、図４は研磨機１０の左側面図、図５は研磨機１０の右側面図である。
【００１５】
本実施形態に係る研磨機は図１〜図５に示すように、本体１１に回転自在に支持され、かつ上面に研磨シート１４が交換可能に装填される研磨テーブル２１と、前記本体１１に回転自在に支持されて前記研磨テーブル２１の上方位置で前記研磨シート１４に沿って揺動するスイングアーム部材４０と、前記スイングアーム部材４０に上下動可能に支持され、被研磨部材の研磨面を前記研磨シート１４に対向させて保持するワークホルダ７０と、前記研磨テーブル２１を定速で回転駆動する第１の駆動源３２と、前記スイングアーム部材４０を正逆回転させるとともに、前記正逆回転の開始位置及び終了位置の設定が可能な第２の駆動源５２と、ユーザが入力する制御信号に基づいて、前記第１の駆動源３２と前記第２の駆動源５２とをそれぞれ駆動する制御、前記第１の駆動源３２を停止させ前記第２の駆動源５２のみを駆動する制御、前記スイングアーム部材４０のスイング幅の制御、前記駆動源３２，５２の速度制御、前記第２の駆動源５２の正逆回転の開始位置及び終了位置を設定する制御、前記駆動源３２，５２を駆動する時間の制御を少なくとも実行する制御系１００とを有している。
前記本体１１は、研磨機１０の基台をなすものであり、研磨作業が行われる作業台上に設置される。
【００１６】
研磨機構２０について説明する。上部基板１２は、前記本体１１の底面に立設した複数本の支柱３０に水平に支えられて前記本体１１の上部開口に取り付けられている。前記上部固定板１２の中央に開口した孔には軸受２８が垂直に取り付けられており、前記軸受２８に軸支されたスピンドル軸２６Ａが前記上部固定板１２より上方に突き出ている。
さらに、前記スピンドル軸２６Ａの突出端には受け部材２６Ｂが水平に取り付けられ、前記スピンドル軸２６Ａの頂部は前記受け部材２６Ｂを貫通して上方に突き出ている。前記研磨テーブル２１は、その下面に開口した凹部２１Ａ内に前記スピンドル軸２６Ａの頂部が嵌り込んだ状態で前記受け部材２６Ｂに水平に支えられ、前記研磨テーブル２１は、前記受け部材２６Ｂに位置決めピン２７で位置決めして固定されている。前記位置決めピン２７は、前記研磨テーブル２１の円周方向で前記研磨テーブル２１を前記受け部材２６Ｂに例えば３箇所で位置決めして固定している。
さらに、前記研磨テーブル２１は円盤状に形成され、その上面には研磨シート１４が貼り付けられ、前記研磨シート１４は、押えリング２２により外周側が前記研磨テーブル２１に固定されて前記研磨テーブル２１の上面に装填される。前記研磨シート１４は、その研磨面を上方に向けて取り付けられる。前記押えリング２２は、前記研磨テーブル２１の外周側に嵌り込むリング形状に形成され、かつ前記研磨テーブル２１の内側に水平に延在したリング状の舌片を有しており、前記押えリング２２は、前記研磨テーブル２１の外周縁に嵌り込んだ状態で前記舌片により前記研磨シート１４の外周側を前記研磨テーブル２１に押さえつけて前記研磨シート１４を前記研磨テーブル２１に装填している。
したがって、前記押えリング２２を前記研磨テーブル２１から取り外すことにより、砥粒の径が異なる研磨シート１４やバフ研磨に用いる研磨シート１４等に交換することが可能となる。なお、前記研磨シート１４を前記研磨テーブル２１に装填するのに前記押えリング２２を用いたが、前記研磨シート１４を前記研磨テーブル２１に装填する構成は前記押さえリング２２以外のものを用いてもよいものである。
【００１７】
さらに、前記研磨テーブル２１の外周には、垂直に立ち上がったリング状の衝立壁２３ａをもつカバー部材２３が前記上部部材１２に取り付けられて配置され、前記カバー部材２３は、前記研磨テーブル２１の円周方向に位置する衝立壁２３ａで前記研磨テーブル２１を取り囲んでいる。さらに、前記カバー部材２３の下辺側と前記上部部材１２との間はシールされている。また、前記カバー部材２３の衝立壁２３ａの高さは、前記研磨テーブル２１の高さより高く設定されている。
したがって、前記カバー部材２３は、その衝立壁２３ａにより、研磨加工時に生じる研磨粉等が周囲に飛び散らないようにするとともに、前記カバー部材２３は前記上部部材１２との組合せにより、湿式研磨の際に前記研磨テーブル２１上の前記研磨シート１４に供給される湿式用の液体を受ける受け皿を形成している。
【００１８】
次に、前記第１の駆動源を含む研磨テーブル回転駆動装置２５について説明する。本実施形態では第１の駆動源３２として定速回転するサーボモータ３２を用いており、前記サーボモータ３２は、その出力軸を上に向けて前記本体１１に固定され、前記サーボモータ３２の前記出力軸にはモータ用プーリ３３が取り付けられている。
さらに、前記軸受２８に軸支されたスピンドル軸２６の下端には軸部用プーリ３１が取り付けられている。そして、前記モータ用プーリ３３と前記軸部用プーリ３１とにはベルト３４が掛け渡されており、前記サーボモータ３２により前記軸受２８のスピンドル２６をベルト駆動している。なお、前記サーボモータ３２の駆動力を前記軸受２８のスピンドル２６に伝達する機構はベルト駆動以外の方式を採用してもよいものである。
前記軸受２８のスピンドル２６に前記サーボモータ３２の駆動力が伝達すると、前記スピンドル２６に直結した研磨テーブル２１が回転することとなる。なお、前記研磨テーブル２１を定速回転する駆動源としてサーボモータ３２を用いたが、前記研磨テーブル２１を定速回転することが可能であれば、サーボモータ以外のものを用いてもよいものである。
【００１９】
次に、前記スイングアーム部材４０、及び第２の駆動源を含むアーム回動駆動装置４５について説明する。前記本体１１に取り付けた前記上部部材１２には、研磨テーブル２１の中心から半径方向に偏奇した位置に軸受４９が垂直に取り付けられており、前記軸受４９に垂直に軸支されたスイング軸４６は、前記本体１１の底面側に延在していると共に、前記上部部材１２を貫通して上方に延在している。
前記スイング軸４６の下端は、前記本体１１のラジアル軸受機構５０に軸支され、前記軸受４９と前記ラジアル軸受機構５０とに上下端が軸支された前記スイング軸４６には、軸部用プーリ５１が取り付けられている。
さらに、前記本体１１には第２の駆動源としてステッピングモータ５２が出力軸を上向きにして取り付けられ、前記ステッピングモータ５２の前記出力軸にはモータ用プーリ５３が取り付けられ、前記両プーリ５１と５３との間にはベルト５４が掛け渡されている。
したがって、前記ステッピングモータ５２の駆動力は、プーリ５１，５３及びベルト５４を介して伝達され、前記スイング軸４６が回転される。
本実施形態では、後述するスイングアーム部材４０を正逆回転させると共に、前記正逆回転の開始位置及び終了位置を設定可能な駆動源としてステッピングモータ５２を用いているが、後述するスイングアーム部材４０を正逆回転させると共に、前記正逆回転の開始位置及び終了位置を設定可能な駆動源であれば、前記ステッピングモータ３２以外のものを用いてもよいものである。
【００２０】
前記スイングアーム部材４０は、図３等に示すように平面形状が矩形形状で、図１、図２に示すように正面形状が略逆Ｌ字形状に形成されており、前記スイングアーム部材４０には、その一側に下面側から垂直に上方に向けて伸びて上端が閉塞された貫通穴４０Ａが形成されている。前記スイングアーム部材４０は、その貫通穴４０Ａに前記軸受４９のスイング軸４６が差し込まれて前記スイング軸４６を揺動支点として前記研磨テーブル２１の上方位置で前記研磨シート１４に沿って図３の矢印Ｓで示す様に揺動可能に前記本体１１に取り付けられている。
【００２１】
図２に示す様に、スイングアーム部材４０の全体幅方向において上記一辺の外側の側面には、スイングアーム部材４０とガイド軸４６とをクランク・アンクランク状態にする軸クランクレバー４７が設けられている。この軸クランクレバー４７は、図７に矢印Ｍで示すように、一方向に所定角度回すとスイングアーム部材４０とガイド軸４６とがクランプ状態となり、反対方向に回して初期位置に戻すと両者４０，４６がアンクランプ状態となるように構成されており、両者４０，４６がアンクランプ状態で、かつ次に説明する位置決めノブ４８を緩めたとき、スイングアーム部材４０をガイド軸４６から取り外すことができるようになる。
【００２２】
また、スイングアーム部材４０の上記側面において軸クランクレバー４７の近傍には、ガイド軸４６を位置決めする前記位置決めノブ４８が設けられている。
【００２３】
図７に示すように、ガイド軸４６は、その下部部分が軸受４９で回転自在に支持されている。そして、この軸受４９は、そのフランジ部の上面を前記上部固定板１２の裏面に押し当て、前記ボルト２９で締め付けることにより両者１２，４９が固定されている。
また、ガイド軸４６の下端面はラジアル軸受機構５０により支持されている。
【００２４】
図１，２，８等に示すように、スイングアーム部材４０の先端側には、ワークホルダ７０を取り付けるためのワークホルダ取付け装置５５が設けられている。前記ワークホルダ取付け装置５５は、前記研磨テーブル２１上の研磨シート１４による被研磨部材の研磨不良が生じないようにするため、前記研磨テーブル２１の回転中心より前記スイング軸４６側にずれた箇所で前記ワークホルダ７０が揺動運動（円弧運動）するように、前記ワークホルダ７０をスイングアーム部材４０に取り付けている。
前記ワークホルダ取付け装置５５は、前記スイングアーム部材４０の上方に配置された上部取付け板５６と、この上部取付け板５６の裏面に本体１１の上面側に向けてそれぞれ延設された取付け軸５７、上下駆動スイング軸５８と、取付け軸５７の下部に固定されたワークホルダ取付け部５７Ａと、このワークホルダ取付け部５７Ａに設けられたワークホルダロックレバー５９と、ワークホルダの高さ位置を調整するワークホルダ高さ調整機構６５と、取付け軸５７およびワークホルダ取付け部５７Ａ等を上下方向に駆動させる操作レバー６２Ａを有するワークホルダ昇降機構６２とを備えている。
【００２５】
上部取付け板５６は、図３に示すように平面Ｌ字形状に形成され、Ｌ字の長辺がスイングアーム部材４０の上面の長手方向に沿い、Ｌ字の短辺がスイングアーム部材４０の長手方向中心線が前記研磨板２１の回転中心上にあるとき、研磨機１０の手前側、つまり操作パネル１３側に向くように配置されている。
【００２６】
上記取付け軸５７は、上部取付け板５６の先端側（研磨板２１側）に配置され、スイングアーム部材４０の先端部に垂直方向に貫通してあけられたスライド用穴（図略）にスライド自在に挿通されている。
【００２７】
取付け軸５７の下部には、前述のようにワークホルダ取付け部５７Ａが設けられている。このワークホルダ取付け部５７Ａは、図４，６に示すように、取付け軸５７の軸径よりも大きな寸法の取付け台座５７Ｂと、この取付け台座５７Ｂの下面に設けられ各種のワークホルダ７０を挟み込んで固定する挟持部５７Ｃと、取付け台座５７Ｂの前記手前側の側面に設けられた前記ワークホルダロックレバー５９（図２，４参照）とを備えて構成されている。
【００２８】
挟持部５７Ｃは、取付け台座５７Ｂの下面に下方に延びて形成された細径のスイング軸５７Ｄと、このスイング軸５７Ｄと一体的に形成されると共に、当該スイング軸５７Ｄより大径の挟持板５７Ｅとで形成されている。この挟持板５７Ｅは比較的厚さの薄い板材で形成されている。
【００２９】
ワークホルダロックレバー５９は、取付け台座５７Ｂの側面に取り付けられる基端部の先端が、取付け台座５７Ｂの中心部側でスイング軸５７Ｄと連結されている。そして、ワークホルダロックレバー５９は、図２に示すように、緩めた状態の垂直位置から所定角度、例えば３０度回動した位置が閉めた状態、つまりロック状態の２位置に移動できるように構成されている。
【００３０】
したがって、ワークホルダロックレバー５９を緩めた状態にしておいて、各種のワークホルダ７０の係合溝７１Ａ等をそれぞれ個別にスイング軸５７Ｄに係合させた後、ワークホルダロックレバー５９を３０度回動して、スイング軸５７Ｄおよび挟持板５７Ｅを上方に移動させることにより、ワークホルダ７０が、前記ワークホルダ取付け部５７Ａに装着される。
【００３１】
スイングアーム部材４０の手前側の側面上部には、ワークホルダ７０、言い換えれば被研磨部材の高さを微調整して、被研磨部材に微妙な押圧力を付与すると共に、設定された研磨量に制御する研磨量調整機構６５が設けられている。
【００３２】
前記研磨量調整機構６５は、図８に詳細を示すように、マイクロメータ６６と、このマイクロメータ６６を垂直状態でスイングアーム部材４０の上記側面に取り付ける取付け板６７と、前記上部取付け板５６の裏面に設けられると共に、マイクロメータ６６の先端と当接可能に設けられたストッパ６８とを備えている。
【００３３】
ストッパ６８は、上述のように、上部取付け板５６の裏面かつ当該上部取付け板５６のＬ字の短辺突起部に配置されている。
そして、マイクロメータ６６は、その中心線が上記取付け軸５７の軸線と平行になるように配置されている。
前記研磨量調整機構６５は、マイクロメータ６６により被研磨部材の研磨量の設定ができる。マイクロメータ６６の先端がストッパ６８に当接する。そのため、削りすぎを防止することができる。このときの最小分解能は１μｍであるが、これに限られるものではない。とくに電子顕微鏡の試料作製は特定領域（場所、深さ）を観察することが重要であり、同じ条件を再現することが要求されている。あるいは設定された研磨時間に達したときに研磨を中断することもできる。
【００３４】
上部取付け板５６において取付け軸５７の軸線延長上には錘６９が着脱可能に設けられるようになっている。この錘６９は、ワークホルダ７０に荷重を付与するものであり、重さが同じ物、異なる物が複数準備されている。
【００３５】
また、スイングアーム部材４０の前記研磨量調整機構６５が設けられている同じ側面には、一体的に連結されている上部取付け板５６、取付け軸５７、ワークホルダ取付け部５７Ａ、およびワークホルダ取付け部５７Ａに装着されたワークホルダ７０等を上下移動させるワークホルダ昇降機構６２が設けられている。
【００３６】
このワークホルダ昇降機構６２は前述のように操作レバー６２Ａを備えて構成されている。この操作レバー６２Ａは、その其端部がスイングアーム部材４０の内部で前記上下駆動スイング軸５８と係合しており、操作レバー６３を垂直面内に矢印Ｎで示すように、所定角度回すことで上下駆動スイング軸５８を上方に移動させ、元の位置に回すことで上下駆動スイング軸５８を下方に移動させるようになっている。
【００３７】
次に、図１０〜図１３に基づいて各種のワークホルダ７０を説明する。
ワークホルダ７０は、被研磨部材の種類に対応して多数のものが予め準備されているが、ここでは、代表して３種類の被研磨部材に対応したワークホルダ７００，７０１，７０２を説明する。
【００３８】
まず、図１０に基づいて、被研磨部材が薄板状の金属板、あるいは半導体である場合に、その薄板状被研磨部材を保持する薄板用ワークホルダ７００を説明する。
なお、図１０〜図１３において、図の上側が使用する際には、前記研磨板２１と対向する面、つまり下面に該当するものである。
【００３９】
このワークホルダ７００は、平面略矩形形状かつ同一形状の第１の板状部材７１と、第２の板状部材７２と、これらの板状部材７１，７２の間に介在された緩衝部材であるゲル部材Ｇを備えて構成されている。
【００４０】
第２の板状部材７２の下面には取付け板７４を介して被研磨部材７５が固着されている。この被研磨部材（試料）７５は、例えば薄板金属板で形成され、接着や溶着等により第２の板状部材７２の下面に、当該下面からわずかに突出して固着されている。
第１の板状部材７１と第２の板状部材７２との対向面同士のうち、例えば、第２の板状部材７２の面には、図１１に示すように、その面の外側寄りに、前記ゲル部材Ｇを収容する所定深さ寸法の収容溝７２Ａが形成されている。
【００４１】
そして、この収容溝７２Ａには、対向する長辺方向にそれぞれ長さの長いゲル部材Ｇが、対向する短辺方向にそれぞれ長さの短いゲル部材Ｇが収容されている。
ここで、各ゲル部材Ｇは収容溝７２Ａに収容されたとき、第２の板状部材７２の表面から所定寸法突出するような高さ寸法に形成されている。
また、ゲル部材Ｇは、例えば研磨紙や琢磨布、ラッピング基材の種類、被研磨部材の種類等に対応する硬さのものが使用される。
以上のように、ワークホルダ７００にゲル部材Ｇを設けたことにより、研磨加工時に有害な振動や、機構を介して合わせるのが困難な、例えばごくわずかな面の傾き等を吸収させることができ、これにより、研磨品質の向上を図ることができる。
【００４２】
第１の板状部材７１の短辺方向の一側面には、第１の板状部材７１の長手方向中心まで延びた取付け溝７１Ａが形成されており、長手方向中心位置が半円に形成されている。
また、取付け溝７１Ａは前記ワークホルダ取付け部５７Ａにおける挟持部５７Ｃの細径のスイング軸５７Ｄに挿入可能となっており、挿入後、スイング軸５７Ｄを回転中心として９０度回転させることができる。
そのため、一方向で研磨した後、９０度回転させてその状態で研磨することができるので、前段の研磨疵を後からの研磨で消去することができ、これによって、より高精度の研磨加工が可能となる。
【００４３】
次に、図１２に基づいて、上記ワークホルダ７００とは形態の異なる第２のワークホルダ７０１を説明する。
【００４４】
このワークホルダ７０１は、丸棒や四角棒の被研磨材、ないしは丸棒からなる取付け台８４に薄板状の金属板等の被研磨部材８５を保持するように構成されている。
ワークホルダ７０１は、第１の板状部材８１と、一対の挟持部材８２Ａ，８２Ｂからなる第２部材８２とを備えて構成されている。一対の挟持部材８２Ａ，８２Ｂ同士は、上記取付け台８４を挟み込み可能に連結され、これらの挟持部材８２Ａ，８２Ｂは第１の板状部材８１Ａに立設状態で固定されている。
【００４５】
第１の板状部材８１には、前記第１の板状部材７２の取付け溝７２Ｂと同様に、取付け溝８１Ｂが形成されている。
【００４６】
なお、このワークホルダ７０１でも、図１２に仮想線で示すように、第１の板状部材８１と対向する保持板８６を設け、この保持板８６と第１の板状部材８１との間に前記ゲル部材Ｇを配置することができる。このような構成とした場合、保持板８６に取付け溝を形成すればよい。
そして、このようにすれば、前記ワークホルダ７００における効果と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
今度は、図１３に基づいて、第３のワークホルダ７０２を説明する。
【００４８】
このワークホルダ７０２は、ＬＳＩ（半導体集積回路）や積層材料断面などの薄板被研磨部材９５を立てた状態で保持し、被研磨部材９５の断面９５Ａの研磨加工を行うように構成されている。
ワークホルダ７０２は、第１の板状部材９１と、一対の挟持部材９２Ａ，９２Ｂからなる第２部材９２と、挟持部材９２Ａ，９２Ｂの間に配置されると共に挟持部材９２Ａとの間で被研磨部材９４を挟み込む保護板９３とを備えて構成されている。第２部材９２は第１の板状部材９１に立設状態で固定されている。
【００４９】
第１の板状部材９１には、前記第１の板状部材７２の取付け溝７２Ｂと同様に、取付け溝９１Ａが形成されている。
そして、このようなワークホルダ７０２には、上述のように薄板被研磨部材９４を挟持部材９２Ａと保護板９３とで挟み込んで保持されている。
【００５０】
なお、このワークホルダ７０２でも、図１３に仮想線で示すように、第１の板状部材９１と対向する保持板９６を設け、この保持板９６と第１の板状部材９１との間に前記ゲル部材Ｇを配置することができる。このような構成とした場合、保持板９６に取付け溝を形成すればよい。
そして、このようにすれば、このワークホルダ７０２でも前記ワークホルダ７００における効果と同様の効果を得ることができる。
【００５１】
前記排水タンクＴは、研磨テーブル２１の上面で被研磨部材の研磨加工時に生じる摩擦熱の除去、研磨紙の目詰まり防止、加工粉の飛散防止などのために流す水を回収するものであり、水は図示しない供給装置側から供給され、研磨テーブル２１の上面を流れるようになっている。
【００５２】
本考案の研磨機１０の大きな特徴は、前記研磨テーブル２１を所定速度で回転させ、あるいは無回転状態としておいて、スイングアーム部材４０に装備されたワークホルダ７０を、所定角度の範囲内で速度変換可能に回動させながらワークホルダ７０に装着した被研磨部材を研磨できることである。つまりガラス板上においた研磨紙を用いて、微妙に手研磨する手法を模した研磨を可能にした。
【００５３】
そして、前述のように、スイングアーム部材４０を回動させるためにステッピングモータ５２が使用されているので、スイングアーム部材４０は、本体１１に回動自在に支持されたガイド中心軸４６を回動中心として所定角度の範囲内で揺動（スイング）するようになっている。
この揺動範囲の角度の設定は、研磨紙やラッピングシートの仕様、被研磨部材の研磨の程度等に応じて任意の角度に変更、設定することができる。また、スイングアーム部材４０の揺動（スイング）速度も条件に応じて任意の回動速度に変更、設定することができ、あるいは、その範囲内の任意の位置で停止することもできる。
【００５４】
以上のようなスイングアーム部材４０の所定角度の範囲内での揺動（スイング）動作等の制御、および前記研磨板２１の回転動作の制御は、前記駆動制御手段１００で行われる。
【００５５】
本実施形態に係る研磨機の動作を制御する制御系（駆動制御手段）１００について説明する。本実施形態における制御系１００は、ユーザが入力する制御信号に基づいて、前記第１の駆動源と前記第２の駆動源とをそれぞれ駆動する制御、前記第１の駆動源を停止させ前記第２の駆動源のみを駆動する制御、前記スイングアーム部材のスイング幅の制御、前記駆動源の速度制御、前記正逆回転の開始位置及び終了位置を設定する制御、前記駆動源を駆動する時間の制御を少なくとも実行する機能を有している。
具体的に本実施形態における制御系１００について説明する。
本実施形態に用いる制御系１００は、図１５に示すように、サーボモータ３２を駆動制御する制御系Ａと、ステッピングモータ５２を駆動制御する制御系Ｂと、前記両制御系を統括して制御する制御系Ｃとを有している。１０１は、前記各制御系Ａ，Ｂ，Ｃに制御信号の情報を入力する入力部である。
【００５６】
前記制御系Ａは図１５に示すように、定速回転制御部１０２と、サーボモータ駆動制御部１０３とを有している。
前記定速回転制御部１０２は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて、前記サーボモータ３２を定速回転駆動させる指令と、その定速回転させる際の回転速度との情報を前記サーボモータ駆動制御部１０３に出力するものである。
【００５７】
前記サーボモータ駆動制御部１０３は、前記定速回転駆動制御部１０２から受け取った情報に基づいて、指定された回転速度で前記サーボモータ３２を定速回転駆動させるものである。
【００５８】
前記制御系Ｂは図１５に示すように、速度制御部１０４と、スイング角制御部１０５と、スイング開始位置制御部１０６と、ステッピングモータ駆動制御部１０７とを有している。
前記速度制御部１０４は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて、被研磨部材の材質に対応したスイングアーム部材４０の揺動の最適な速度情報をステッピングモータ駆動制御部１０７に出力するものである。
【００５９】
前記スイング角制御部１０５は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて、被研磨部材を研磨するのに最適なスイングアーム部材を水平面上で揺動（スイング）させる角度の情報をステッピングモータ駆動制御部１０７に出力するものである。
回転する研磨テーブル２１に対して被研磨部材が最初に当接する位置によって研磨疵の向きが変化するものである。例えば、研磨テーブル２１の最外周に被研磨部材が当接して揺動する場合には、被研磨部材の研磨面には、研磨テーブル２１のほぼ接線方向の研磨疵が付けられて研磨される。さらに研磨テーブル２１の回転中心位置の付近では、被研磨部材の研磨面には、前記研磨疵に対してほぼ直角に向いた円弧状の研磨疵が付けられて研磨されるものである。
被研磨部材の研磨面の結晶方位などによって研磨する方向を変更することが望ましい場合がある。
【００６０】
そこで、本実施形態では、前記スイング開始位置制御部１０６を設けている。前記スイング開始位置制御部１０６は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて前記アーム部材のスイングを開始する位置、すなわち最初に被研磨部材を回転テーブルに当接させる位置の情報をステッピングモータ駆動制御部１０７に出力するものである。
【００６１】
前記ステッピングモータ駆動制御部１０７は、前記スイング開始位置制御部１０６から出力されるスイング開始位置情報に基づいて前記ステッピングモータ５２を回転駆動させることにより前記スイング開始位置に前記スイングアーム部材４０を移動させて位置決めし、かつ前記速度制御部１０４から出力される速度情報と前記スイング角制御部１０５から出力されるアーム部材のスイング角の範囲でスイングアーム部材４０を研磨テーブル２１上でスイングさせるものである。
【００６２】
被研磨部材は、例えば半導体の信頼性評価の対象である場合もあり、これらの場合には、必要以上に研磨されてしまうと、半導体の信頼性評価を精密に行う事が不可能になってします場合がある。しかも、その信頼性評価の対象である半導体と同じものを再び入手できないという場合がある。このように、被研磨部材を必要以上に研磨してしまうことは、研磨機として欠陥を有することになる。
【００６３】
そこで、本実施形態では、タイマ１０９を有している。前記タイマ１０９は前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいてサーボモータ３２及びステッピングモータ５２を駆動する時間情報を前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７に出力するものである。
前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７は、前記タイマ１０９からの時間情報を受け取って、前記タイマ１０９で設定された時間内でサーボモータ３２及びステッピングモータ５２を駆動する。
【００６４】
回転式研磨機は、研磨テーブル２１を回転させて被研磨部材を研磨する構成であるから、その前提として、研磨テーブルを被研磨部材の研磨終了時まで回転駆動するのが一般的である。
しかし、本考案者等は、研磨テーブルを被研磨部材の研磨終了時まで回転駆動することが被研磨部材の最終仕上げをするにあって被研磨部材の研磨面に障害を与えるという現象を見出した。
【００６５】
そこで、本実施形態では、研磨テーブル２１を停止させ、その状態においてスイングアーム部材４０をスイングさせる研磨形態を採用するために、モータ併用制御部１０８を設けている。
前記モータ併用制御部１０８は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その制御信号が図１６に示す制御Ｘの態様である場合、前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７に駆動制御指令を出力し、前記制御信号が図１６に示す制御Ｙの態様である場合、前記サーボモータ駆動制御部１０３の駆動停止の指令を出力すると共に、ステッピングモータ駆動制御部１０７に回転駆動の指令を出力するものである。
したがって、前記サーボモータ駆動制御部１０３及び前記ステッピングモータ駆動制御部１０７は前記モータ併用駆動制御１０８の駆動制御の下で、図１６に示す制御Ｘの態様である場合にそれぞれが駆動し、前記モータ併用駆動制御１０８の駆動制御の下で、図１６に示す制御Ｙの態様である場合に、前記サーボモータ駆動制御部１０３はサーボモータ３２駆動を停止し、前記ステッピングモータ駆動制御部１０７はステッピングモータ５２を駆動回転する状態を維持することとなる。
これにより、被研磨部材の最終仕上げをするに最適な研磨状態を確保することができることとなる。
【００６６】
また、本実施形態では、前記研磨テーブル２１より外側で前記スイングアーム部材４０のスイングの延長方向に、前記ワークホルダ７０に保持された被研磨部材の研磨面を観察する倒立型光学顕微鏡Ｋを前記本体１１に装備している。
【００６７】
このことにより被研磨部材の表面状態をワークホルダからはずさずに研磨状態の良否を視認することができる。
【００６８】
顕微鏡画像はデジタル信号に変換できるため、その研磨量に応じて適宜画像を保存（深さ方向の画像を取り込み保存）することができる。
【００６９】
さらに深さ方向の一枚一枚の画像を積み重ねることによって、３Ｄ（立体）画像を得ることができる特長を有する。
【００７０】
次に、本実施形態に係る研磨機を用いて被研磨部材を研磨する場合について説明する。ここでは、第３のワークホルダ７０２を使用した例で説明する。
まず、研磨テーブル２１をスピンドル２６の受け部材２６Ｂから取り外しておいて、所定の砥粒入りの研磨紙ないしはラッピングシート１４を研磨テーブル２１の上面に貼り付け、その研磨シート１４を押えリング２２で前記研磨テーブル２１に固定するか、研磨テーブルに磁性を持たせ、薄い鉄板上に貼り付けた研磨紙をセット、あるいはフッ素樹脂加工（テフロン（登録商標）など）して、研磨紙の裏側に軽い粘着性をもたせることなどによって、研磨テーブル２１に連結させる。
【００７１】
一方で、チップ状の被研磨部材９５Ａをそれに対応したワークホルダ７０２に取り付けた後、そのワークホルダ７０２をワークホルダ取付け部５７Ａに取付ける。この取付けは、ワークホルダ７０２の取付け溝９１Ａを取付け部５７Ａのスイング軸５７Ｄに差し込んで行われる。
【００７２】
ワークホルダ７０２の取付けが終了したら、ワークホルダロックレバー５９を垂直状態から所定角度下側に下ろしてワークホルダ７０２をワークホルダ取付け部５７Ａに固定する。
なお、ワークホルダ７０２をワークホルダ取付け部５７Ａに取付ける作業は、ワークホルダ昇降機構６２の操作レバー６２Ａにより、上部取付け板５６および上下駆動軸５８を上方に移動させた状態で行う。
【００７３】
次いで、操作レバー６２Ａを下方に移動して、被研磨部材９５が研磨テーブル２１に貼付された研磨シート１４の上面に接触するまでワークホルダ７０２を下降させる。
被研磨部材９５が研磨シート１４の上面に接触したら、例えば１００ｇの錘６９を上取付け板５６の錘取付け部に取付けた後、操作盤１３の所定の操作キーを押しサーボモータ３２を起動させて研磨テーブル２１を回転させる。
【００７４】
続いて、操作パネル１３においてスイングアーム部材４０の回動開始の操作キーを押しステッピングモータ５２を起動させてスイング軸４６、ひいてはスイングアーム部材４０を回動させる。この際、スイングアーム部材４０は、予め設定された揺動角度、揺動速度、および揺動往復回数等にしたがって制御手段１００の制御により動作される。
【００７５】
予め設定された各条件を達成したら、図９に示すワークホルダ７０２の標準取付け状態から、ワークホルダロックレバー５９により被研磨部材の締め付けを緩めて被研磨部材を、図１４に示すようにワークホルダ７０２を９０度回動させ、その状態で被研磨部材をワークホルダ７０２に固定した後、前述と同様の動作により被研磨部材の研磨を行う。
【００７６】
被研磨部材を９０度回動させた状態で予め設定された各条件を達成したら、研磨板２１の回転およびスイングアーム部材４０の回動を停止した後、ワークホルダ７０２をワークホルダ取付け部５７Ａから取り外し、上記ワークホルダ７０２に装着されている被研磨部材９５の研磨状態を、本体１１に装備されている検査手段である顕微鏡Ｋで観察する。
この顕微鏡Ｋでは、研磨の途中においても、被研磨部材をワークホルダ７０２等から取り外すことなく、表面の状態を観察しながら研磨加工を行うことができるようになっている。
【００７７】
被研磨部材が要求された精度に研磨されている場合は一工程完了で、その研磨済みの被研磨部材を次の工程に受け渡す。
【００７８】
研磨の精度をさらに上げたい場合は、要望される精度を満たす研磨シート１４を、前述と同様の動作により研磨テーブル２１に新たに貼付して、研磨テーブル２１を回転させると共にスイングアーム部材４０を揺動させ、前述と同様の動作により、精度の高い研磨を行う。
なお、スイングアーム部材４０を任意の位置に止めておいて、その位置で研磨加工してもよい。また、研磨テーブル２１を無回転状態としておいて、スイングアーム部材４０を所定角度の範囲内で揺動させて研磨加工してもよい。
【００７９】
次に、本実施形態に係る研磨機を制御系（駆動制御手段）１００に基づいて制御する場合について説明する。
【００８０】
先ず、ユーザが操作パネル１３の操作キーを操作して、サーボモータ３２を駆動制御する制御信号を入力すると、定速回転制御部１０２は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて、前記サーボモータ３２を定速回転駆動させる指令と、その定速回転させる際の回転速度との情報を前記サーボモータ駆動制御部１０３に出力する。前記サーボモータ駆動制御部１０３は、前記定速回転駆動制御部１０２から受け取った情報に基づいて、ユーザが指定した回転速度で前記サーボモータ３２を定速回転駆動させる。
以上のユーザによる操作に基づいて、前記サーボモータ３２が定速回転し、且つユーザの指令に基づいた速度に回転速度を変更して定速回転することとなる。
【００８１】
研磨テーブル２１に装填した研磨シート１４により被研磨部材を研磨する際、前記研磨シート１４は回転している。そのため、前記回転している研磨シート１４により被研磨部材の研磨面には、スイングアーム部材４０の揺動する角度によって種々の研磨疵が形成される。
具体的に説明すると、スイングアーム部材４０を研磨テーブル２１の最外周側に位置した状態で研磨すると、被研磨部材の研磨疵は、研磨テーブル２１の接線方向にほぼ沿う直線状の研磨疵となる。
さらに、スイングアーム部材４０を研磨テーブル２１の最外周側から回転中心側に移動させるにつれて、被研磨部材の研磨疵は、直線状から曲率半径が徐々に小さくなる円弧状の研磨疵となる。
さらに、スイングアーム部材４０を研磨テーブル２１の回転中心側に移動させると、被研磨部材の研磨疵は、以上述べた研磨過程に形成された研磨疵と交差し且つ円弧状をなす研磨疵となる。
さらに、スイングアーム部材４０を研磨テーブル２１の回転中心を越えて反対側に移動させると、被研磨部材の研磨疵は、曲率半径が徐々に大きくなり且つ前記円弧状の研磨疵と逆向きの円弧状の研磨疵になり、さらにスイングアーム部材４０を研磨テーブル２１の反対側の最外周に移動させると、再び直線状の研磨疵となる。
以上の様に、スイングアーム部材４０を揺動させる角度及びスイングアーム部材４０をスイングさせる幅（揺動角）によって、被研磨部材の研磨疵が種々変更されることになり、極めて均一な研磨が可能になる。さらに、研磨テーブル２１を回転させずに、スイングアーム部材４０のみを一方向に揺動させると、被研磨部材を琢磨布１４によりバフ研磨を行う事も可能となる。さらには、被研磨部材を琢磨布により研磨を開始する位置を研磨テーブル２１の最外周側、回転中心側などに設定すると、上述した研磨疵の説明から明らかなように、種々の研磨疵の方向制御を行うことが可能となる。
【００８２】
そこで、本実施形態では、ユーザが操作パネル１３の操作キーを操作して、スイングアーム部材４０をスイング（揺動）させる角度の制御信号を入力すると、スイング角制御部１０５は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて、被研磨部材を研磨するのに最適なスイングアーム部材を水平面上で揺動させる角度の情報をステッピングモータ駆動制御部１０７に出力する。
上述した様に、回転する研磨テーブル２１に対して被研磨部材が最初に当接する位置によって研磨疵の向きが変化するものである。例えば、回転テーブルの最外周に被研磨部材が当接して揺動する場合には、被研磨部材の研磨面には、回転テーブルのほぼ接線方向の研磨疵が付けられて研磨される。さらに回転テーブルの回転中心位置の付近では、被研磨部材の研磨面には、前記研磨疵に対してほぼ直角に向いた研磨疵が付けられて研磨されるものである。
従って、被研磨部材の研磨面の結晶方位などによって研磨する方向を変更することが望ましい場合があるので、このようなときに上記の研磨手法を併用する。
【００８３】
そこで、ユーザが操作パネル１３の操作キーを操作して、スイングアーム部材４０のスイング開始位置に関する制御信号を入力すると、スイング開始位置制御部１０６は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいて前記アーム部材のスイングを開始する位置、すなわち最初に被研磨部材を回転テーブルに当接させる位置の情報をステッピングモータ駆動制御部１０７に出力する。
前記ステッピングモータ駆動制御部１０７は、前記スイング開始位置制御部１０６から出力されるスイング開始位置情報に基づいて前記ステッピングモータ５２を回転駆動させることにより前記スイング開始位置に前記スイングアーム部材４０を移動させて位置決めし、かつ前記速度制御部１０４から出力される速度情報と前記スイング角制御部１０５から出力されるスイングアーム部材４０のスイング角の範囲でスイングアーム部材４０を研磨テーブル２１上でスイングさせる。
【００８４】
被研磨部材は、例えば半導体の信頼性評価の対象である場合もあり、これらの場合には、必要以上に被研磨部材が研磨されてしまうと、半導体の信頼性評価を精密に行う事が不可能になってしまう場合がある。しかも、その信頼性評価の対象である半導体と同じものを再び入手できないという場合がある。このように、被研磨部材を必要以上に検査してしますことは、研磨機として欠陥を有することになる。
本実施形態では、ユーザが操作パネルの操作キーを操作して駆動時間の制御信号を入力すると、前記タイマ１０９は前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その分析結果に基づいてサーボモータ３２及びステッピングモータ５２を駆動する時間情報を前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７に出力する。
前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７は、前記タイマ１０９からの時間情報を受け取って、前記タイマ１０９で設定された時間内でサーボモータ３２及びステッピングモータ５２を駆動する。
【００８５】
回転式研磨機は、回転テーブル（研磨テーブル２１）を回転させて被研磨部材を研磨する構成であるから、その前提として、回転テーブルを被研磨部材の研磨終了時まで回転駆動するのが一般的である。しかし、本考案者等は、回転テーブルを被研磨部材の研磨終了時まで回転駆動することが被研磨部材の最終仕上げをするにあって被研磨部材の研磨面に障害を与えるという現象を見出した。
本実施形態では、ユーザが操作パネルの操作キーを操作して、研磨テーブル２１を停止させるとともにスイングアーム部材４０をスイングさせるための制御信号を入力すると、モータ併用制御部１０８は、前記入力部１０１から入力される制御信号を分析し、その制御信号が図１６に示す制御Ｘの態様である場合、前記サーボモータ駆動制御部１０３及びステッピングモータ駆動制御部１０７に駆動制御指令を出力し、前記制御信号が図１６に示す制御Ｙの態様である場合、前記サーボモータ駆動制御部１０３へ駆動停止の指令を出力すると共に、ステッピングモータ駆動制御部１０７へ揺動駆動の指令を出力する。
したがって、前記サーボモータ駆動制御部１０３及び前記ステッピングモータ駆動制御部１０７は前記モータ併用駆動制御１０８の駆動制御の下で、図１６に示す制御Ｘの態様である場合にそれぞれが駆動し、前記モータ併用駆動制御１０８の駆動制御の下で、図１６に示す制御Ｙの態様である場合に、前記サーボモータ駆動制御部１０３はサーボモータ３２の駆動を停止し、前記ステッピングモータ駆動制御部１０７はステッピングモータ５２を駆動回転する状態を維持する。
【００８６】
次に、本実施形態に係る研磨機を用いてＳＵＳ３０４の表面を研磨し、そのＳＵＳ３０４の表面を観察することにより、本実施形態に係る研磨機の性能について検証を行った。
【００８７】
図１７および図１８はそれぞれ１２００℃、１０００℃の溶体化処理を施した後、本実施形態に係る研磨機を用いて研磨を行い、コロイダルシリカ（SiO2）を用いて表面をＥＢＳＤ(Electron Back Scattering diffraction Pattern)観察した。
研磨条件と研磨時間は以下のように設定した。
最初に、研磨テーブル２１を回転し、且つスイングアーム部材４０を揺動させ、研磨シート１４として耐水紙＃６００〜１５００を用い、１０分間研磨した。
次に、研磨テーブル２１を回転し、且つスイングアーム部材４０を揺動させ、研磨シート１４として、ダイヤ５μｍ、３μｍの研磨シートを用い、５分間研磨した。
さらに、研磨テーブル２１の回転を停止し、スイングアーム部材４０のみを揺動させ、砥粒３μｍの研磨シートでバフ研磨を２分間行った。
さらに、研磨テーブル２１の回転を停止し、スイングアーム部材４０のみを揺動させ、砥粒１μｍの研磨シートでバフ研磨を７分間行った。
最終仕上げとして、研磨テーブル２１の回転を停止し、スイングアーム部材４０のみを揺動させ、研磨テーブル２１上にコロイダルシリカを供給しつつ、１０分研磨を行った。
この結果、図１７（ａ）及び図１８（ａ）に示すＩＱ（Image Quality）像に多少のキズが見られたが、図１７（ｂ）及び図１８（ｂ）に示すＩＰＦ（Inverse Pole Figure）像は遜色のない像が得られ、実用的に問題のないことが実証された。
また、本実施形態に係る研磨機を用いた実研磨時間は３０分と大幅に縮減することができた。
【００８８】
次に、別の実証例を説明する。
近年、携帯電話やパソコンなどの小型化、軽量化が急速に推進されている。これらを実現するにはプリント配線基板上への配線、半導体などを中心とした電子部品の高密度実装技術の向上がともなわなければならない。さらに半導体実装に多用されている金ボンディングワイヤと、アルミ電極との接合部における長期信頼性の向上が求められる。電子パーツの不具合のひとつは、チップとリードフレームをつなぐボンディングワイヤの接合が経年劣化などによって、はずれることが指摘されている。電子部品の高密度化にともない試行錯誤的な改善には限界があり、接合領域を十分理解したうえで材料や接合技術を最適化することが重要である。このためには金ボンディングワイヤとアルミ電極の接合状態について、詳細な断面解析を行うことが必要である。
通常、半導体の信頼性評価は機械研磨でパッケージの特定部位を研磨して断面観察を行っている。観察部位にもよるがワイヤボンディング、半田ボールなどの接合部の観察は光学顕微鏡で観察しているが、配線間は微細化しているので走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）も多用されている
図１９は、ワイヤボンディング接合部の断面を観察したもので、チップのAl電極に接合した例である。この接合部の長期信頼性を確保するには、金ワイヤボンディングとアルミ電極界面に、(1)金属間化合物相の形成、(2)ボイドの生成、(3)金属間化合物の腐食などが重要な問題になる。つまり異種材料を接合したときに形成される界面における接合材料の拡散、ミクロ組織などを観察することによって信頼性を高めることができる。
図１９はアルミ電極に金ワイヤボンディングした状態の光顕像である。通常は、対象物を包埋樹脂に埋め込んでから特定領域まで断面研磨を継続していくが、本実施形態に係る研磨機のアタッチメントである図９及びズ１３に示すホルダに半導体の電子部品を把持して研磨を行った。
特定場所を選定するまでは研磨剤の粒度は比較的粗いエメリー紙を用い、順次目の細かいエメリー紙に交換して研磨を行った。
その後、最終仕上げはダイヤモンドスラリー0.5μをバフで仕上げ研磨を行った。仕上げ研磨に要した時間は１分程度であった。
これにより配線、バッドビアはもちろんのこと、金ワイヤボンディングとアルミ電極間に合金層が生成している状態も鮮明に観察することができた。また図９及び図１３に示す専用治具を用いることで、実用試験を模擬した高温保持試験（金ワイヤボンディングとアルミ電極界面に任意の電流を流して加熱することによって金属間化合物の生成挙動が明確になる）も可能になる。
【００８９】
次に、本考案の実施形態に係る研磨機による効果について説明する。
（１）ワークホルダ７００に装着された被研磨部材７５を研磨板２１に常時接触させ、スイングアーム部材４０を回動させることで研磨加工することができる。被研磨部材７５をワークホルダ７００に装着すればよいので、いかなる形状の被研磨部材であっても容易に研磨加工を行うことができる。
【００９０】
（２）ワークホルダ７００の第１の板状部材７１と第２の板状部材７２との間にゲル部材Ｇが介在されており、このゲル部材Ｇは、収容溝７２Ａの深さ寸法より大きな寸法に形成されているので、研磨加工時に有害な振動や、機構を介して合わせるのが困難な、例えばごくわずかな面の傾き等を吸収させることができ、これにより、研磨品質の向上を図ることができる。
【００９１】
（３）ワークホルダ７００の第１の板状部材７１に取付け溝７１Ａが形成されており、この取付け溝７１Ａをワークホルダ取付け部５７Ａのスイング軸５７Ｄに挿入すればワークホルダ７００をワークホルダ取付け装置５５に取付けることができる。取付け溝７１Ａは、スイング軸５７Ｄに対して９０度回転可能となっているので、つぎに±９０度回転して研磨することができる。その結果、最初の研磨疵を後からの研磨で消去することができ、これにより、より高精度の研磨加工が可能となる。
【００９２】
（４）先端部に被研磨部材７５を装着したスイングアーム部材４０の回動が、ステッピングモータ５２を駆動制御手段１００による制御で行われており、この駆動制御手段１００で、スイングアーム部材４０の回動角度、回動速度、および回動往復回数等の制御等を行えるので、被研磨部材７５等の種類、態様および要望される研磨の程度等と、研磨シートとの相互関係に応じて、迅速に対応することができる。特に、研磨板２１を高速回転させながらゆっくり送ることもできる。その結果、より研磨品質の向上を図ることができる。
【００９３】
（５）スイングアーム部材４０を、駆動制御手段１００によりステッピングモータ５２を制御して回動駆動することができ、回動角度や回動速度等任意に変更することができる。その結果、回動幅（スイング幅）を極端に狭めた（例えば３度）設定とする一方で、研磨板２１の回転を止めて、バフの上をスラリーでラップ（研磨）することもでき、そのうえ、小さく小刻みに遅く、あるいは早く動かして研磨することもできる。この場合、研磨板２１を回転させて行ってもよく、あるいは回転を止めて行ってもよい。
【００９４】
（６）スイングアーム部材４０にはワークホルダ高さ調整機構６５が設けられ、このワークホルダ高さ調整機構６５は、マイクロメータ６６により研磨量の設定ができる。そして、設定された研磨時間がタイマで知らされると共に、マイクロメータ６６の先端がストッパ６８に当接する。そのため、削りすぎを防止することができる。
【００９５】
（７）ワークホルダ取付け装置５５の上部取付け板５６において取付け軸５７の軸線延長上には錘６９が着脱可能に設けられ、この錘６９は重さが同じ物、異なる物が複数準備されている。そのため、研磨量、つまり微妙な削り量の調整を行うことができ、より研磨品質の向上を図ることができる。
【００９６】
（８）研磨板２１はスピンドル２６の研磨板受け部材２６Ｂに対して着脱自在となっているので、被研磨部材の種類等に応じた研磨紙、琢磨布およびラッピングシートをその都度交換する必要が生じたとき、研磨板２１を取外した状態で行うことができる。その結果、研磨紙、琢磨布およびラッピングシートの交換が容易となる。
【００９７】
以上、前記実施形態を参照して本考案を説明したが、本考案は前記実施形態に限定されるものではない。本考案の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。また、本考案には、前記実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９８】
本考案の研磨機は、ＥＢＳＤ用の試料作成、半導体の故障解析、金属や高分子材料等の研究開発、およびＣＰの前処理研磨等を行う際に利用される。
【符号の説明】
【００９９】
１０  研磨機
１１  本体
１２  上部固定板
１３  操作盤
２０  研磨機構
２１  研磨板
２２  押えリング
２３  カバー部材
２５  研磨板回転駆動装置
２６  スピンドル
３２  サーボモータ
４０  スイングアーム部材
４５  アーム回動駆動装置
４６  ガイド中心軸
４７  軸クランクレバー
４８  位置決めノブ
５５  ワークホルダ取付け装置
５６  上部取付け板
５７  取付け軸
５７Ａ  ワークホルダ取付け部
５８  上下駆動スイング軸
５９  ワークホルダロックレバー
６２  ワークホルダ昇降機構
６５  研磨量調整機構
６６  マイクロメータ
６９  錘
７０  ワークホルダ
７１  第１の板状部材
７２  第２の板状部材
７５  被研磨部材
１００  駆動制御手段
１０１  入力部
１０２  定速回転制御部
１０３  サーボモータ駆動制御部
１０４  速度制御部
１０５  スイング制御部
１０６  スイング開始位置制御部
１０７  ステッピング駆動制御部
１０８  モータ併用制御部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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