(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材を保持釈放可能な保持機構をもつ保持部材と、該保持部材を上下動作させる上下動機構と、該保持部材を水平方向に送り動作させる送り機構と、該研磨テープを移送させるテープ移送機構と、該テープ移送機構を旋回動作させる旋回機構とを備えてなり、上記テープ移送機構及び上記旋回機構を機台上に配設し、該機台に柱部材を立設し、該柱部材に架台部材を架設し、該架台部材に上記送り機構及び上記上下動機構を介して上記保持部材を吊下状に配設してなることを特徴とする板状部材研磨装置。
【請求項２】
板状部材を保持釈放可能な保持機構をもつ保持部材と、該保持部材を上下動作させる上下動機構と、該保持部材を水平方向に送り動作させる送り機構と、該研磨テープを移送させるテープ移送機構と、該保持部材を旋回動作させる旋回機構とを備えてなり、上記テープ移送機構を機台上に配設し、該機台に柱部材を立設し、該柱部材に架台部材を架設し、該架台部材に上記送り機構、上記上下動機構及び上記旋回機構を介して上記保持部材を吊下状に配設してなることを特徴とする板状部材研磨装置。
【請求項３】
上記保持部材を保持部材の送り方向と交差する方向に揺振運動させる揺振機構を備えて構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の板状部材研磨装置。
【請求項４】
上記上下動機構として空圧シリンダ機構を用いてなり、該空圧シリンダ機構への上記保持部材の自重下降方向とは逆の押上方向に給送する空気圧の制御により板状部材と研磨テープとの研磨圧を制御することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の板状部材研磨装置。
【請求項５】
上記保持機構として負圧吸着機構が用いられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の板状部材研磨装置。
【請求項６】
上記研磨テープは連続又は間欠移送可能に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の板状部材研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えばＣＤ、ＤＶＤ等の光デイスクの原盤としてのスタンパ、シリコンからなる半導体ウエハー材等の研磨加工に用いられる板状部材研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の板状部材研磨装置として、移送する研磨テープの表面に板状部材を押圧し、この押圧接触により板状部材を研磨する構造が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来構造の場合、板状部材は研磨テープの研磨物質及び研磨テープの移送作用により研磨加工されることになり、板状部材の研磨面の表面粗さの向上等において制約があるという不都合を有している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明はこのような課題を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の発明は、板状部材を保持釈放可能な保持機構をもつ保持部材と、該保持部材を上下動作させる上下動機構と、該保持部材を水平方向に送り動作させる送り機構と、該研磨テープを移送させるテープ移送機構と、該テープ移送機構を旋回動作させる旋回機構とを備えてなり、上記テープ移送機構及び上記旋回機構を機台上に配設し、該機台に柱部材を立設し、該柱部材に架台部材を架設し、該架台部材に上記送り機構及び上記上下動機構を介して上記保持部材を吊下状に配設してなることを特徴とする板状部材研磨装置にある。
【０００５】
又、請求項２記載の発明は、板状部材を保持釈放可能な保持機構をもつ保持部材と、該保持部材を上下動作させる上下動機構と、該保持部材を水平方向に送り動作させる送り機構と、該研磨テープを移送させるテープ移送機構と、該保持部材を旋回動作させる旋回機構とを備えてなり、上記テープ移送機構を機台上に配設し、該機台に柱部材を立設し、該柱部材に架台部材を架設し、該架台部材に上記送り機構、上記上下動機構及び上記旋回機構を介して上記保持部材を吊下状に配設してなることを特徴とする板状部材研磨装置にある。
【０００６】
又、請求項３記載の発明は、上記保持部材を保持部材の送り方向と交差する方向に揺振運動させる揺振機構を備えて構成したことを特徴とするものであり、又、請求項４記載の発明は、上記上下動機構として空圧シリンダ機構を用いてなり、該空圧シリンダ機構への上記保持部材の自重下降方向とは逆の押上方向に給送する空気圧の制御により板状部材と研磨テープとの研磨圧を制御することを特徴とするものであり、又、請求項５記載の発明は、上記保持機構として負圧吸着機構が用いられていることを特徴とするものであり、又、請求項６記載の発明は、上記研磨テープは連続移送又は間欠移送可能に設けられていることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図１０は本発明の実施の形態例を示し、１は機台であって、この場合機台１上に複数個の柱部材２を立設し、この柱部材２の上端部に架台部材３を架設し、複数個の柱部材２及び架台部材３により機械剛性としての所謂こわさの高い門型構造を構成している。
【０００８】
４は送り機構であって、この場合、上記架台部材３に案内レール５を並列状に取付け、案内レール５に送り台６を摺動部７により水平方向に送り運動自在に設け、この送り台６にナット部８ａ及び螺軸８ｂからなるボールネジ機構８のナット部８ａを取付け、架台部材３の上面に軸受部９・９により螺軸８ｂを横設し、架台部材３の側部裏面に正逆回転制御可能な送り用モータ１０を取付け、送り用モータ１０の主軸と螺軸８ｂの端部との間にベルト伝導機構１１を介装し、送り用モータ１０の主軸の正逆回転によりボールネジ機構８を介して送り台６を水平方向に送り運動させる構成している。
【０００９】
１２は揺振機構であって、この場合、上記送り台６に案内レール１３を並列状に取付け、案内レール１３に揺振台１４を摺動部１５により送り台６の送り方向と交差する方向に往復移動する揺振運動自在に設け、送り台６にブラケット１６を立設し、ブラケット１６に揺振用モータ１７を取付け、揺振用モータ１７の主軸に偏心状に偏心ロール１８を取付け、揺振台１４に嵌合板１９を取付け、嵌合板１９に偏心ロール１８が摺動嵌合可能な長穴状の嵌合穴２０を形成し、揺振用モータ１７の主軸の回転により偏心ロール１８と嵌合穴２０との摺動嵌合作用により揺振台１４を保持部材３１の送り方向と交差する方向に揺振運動させるように構成している。
【００１０】
２１は上下動機構であって、上記送り台６に架台２２を取付け、架台２２に吊下部材２３を吊下状に取付け、吊下部材２３の下部に取付部材２４を取付け、取付部材２４の両側位置に案内部材２５・２５を垂設すると共に中央位置に上下動体２６を配置し、この上下動体２６の両側部に案内レール２７を上下方向に取付けると共に案内部材２５・２５の対向面に案内レール２７・２７に摺動嵌合可能な摺動部２８を取付け、かつ、取付部材２４の中央位置に空圧シリンダ機構２９としての上下動用シリンダ３０を吊下状に取付け、上下動用シリンダ３０のロッド３０ａを上下動体２８の取付部２８ａに連結し、上下動体２６を空圧シリンダ機構２９により上下動作させるように構成している。
【００１１】
３１は保持部材、３２は保持機構であって、この場合、保持機構３２は負圧吸着機構が採用され、上記上下動体２６に保持部材３１を取付け、保持部材３１の底面に複数個の吸引穴３１ａを形成し、吸引穴３１ａに図外の切替弁を介して図外の負圧発生源を接続し、吸引穴３１ａの負圧吸着作用により加工すべき板状部材Ｗを吸着保持釈放自在に設けて構成している。
【００１２】
この場合、上記空圧シリンダ機構２９への上記保持部材３１の自重下降方向とは逆の押上方向に給送する空気圧、すなわち、空圧シリンダ機構２９のヘッド側ポート３０ｂ・ロッド側ポート３０ｃのうちのロッド側ポート３０ｃに給送する空気圧の制御により板状部材Ｗと研磨テープＴとの研磨圧を制御するように構成している。
【００１３】
３３はテープ移送機構であって、この場合機台１に支持軸３４を軸受３５により立設し、支持軸３４の上端部に枠体３６を取付け、枠体３６の中程部に受け面部材３７を形成すると共に両側部にポリエステルフィルム、メタル、クロス等の基材に酸化アルミニュウム、酸化クロム、シリコンカーバイド、ダイヤモンド等の所定粒度の研磨粒子をコーティング又は結合してなる研磨テープＴを掛回した実巻リール３８及び空リール３９を軸架し、かつ枠体３６に一対の送りロール４０・４０を横設し、一方の送りロール４０をベルト伝導機構４１を介して送り回転させるテープ送り用モータ４２を設けると共に送りロール４０の回転により空リール３９を巻取回転させるベルト伝導機構４３を設け、かつ実巻ロール３８をベルト伝導機構４４を介して解き回転させる解き用モータ４５を設け、実巻リール３８から引き出した研磨テープＴを受け面部材３７上及び送りロール４０・４０間を介して空リール３９に掛回し、送りロール４０の回転により研磨テープＴを連続又は間欠移送させるように構成している。
【００１４】
４６は旋回機構であって、この場合、上記支持軸３４を軸受３５により水平旋回自在に縦設し、機台１内に支持軸３４をベルト伝導機構４７を介して旋回させる旋回用モータ４８を取付け、テープ移送機構３３を旋回機構４６により水平旋回させるように構成している。
【００１５】
４９は供給取出台であって、この場合、機台１に脚杆５０を立設し、脚杆５０に供給取出台４９を固定している。
【００１６】
この実施の形態例は上記構成であるから、図２の如く、テープ移送機構３３により研磨テープＴは連続又は間欠移送され、図外の供給機構により板状部材Ｗは供給取出台４９上に供給配置され、供給取出位置Ｋにおいて、上下動機構２１の空圧シリンダ機構２９の上下動用シリンダ３０により保持部材３１は下降し、下降位置にて、保持部材３１は板状部材Ｗに当接し、保持機構３２としての負圧吸着機構により板状部材Ｗは保持部材３１に吸着保持され、この吸着保持状態において、上下動機構２１により保持部材３１は上昇し、次いで、送り機構４の送り用モータ１０の駆動によりボールネジ機構８の作用によって保持部材３１は研磨テープＴに向けて加工位置Ｎに水平方向に送られ、この送り動作の途中において、上下動機構２１により保持部材３１は下降すると共に旋回機構４６の旋回用モータ４８の駆動により支持軸３４を中心としてテープ移送機構３３が水平旋回し、よって、研磨テープＴは旋回運動し、この研磨テープＴに保持部材３１に吸着保持された板状部材Ｗは押圧接触し、板状部材Ｗは板状部材Ｗの水平方向の送り運動及び研磨テープＴの旋回運動Ｐしつつ研磨テープＴに接触して研磨加工がなされ、必要に応じ、板状部材Ｗは行送り又は戻り送り運動の送り運動により研磨加工がなされ、そして、研磨加工が完了すると、上下動機構２１により保持部材３１は上昇すると共に送り機構４により保持部材３１は加工位置Ｎから供給取出位置Ｋに水平方向に後退運動し、供給取出位置Ｋにおいて、上下動機構２１により保持部材３１は下降し、保持部材３１に吸着保持された板状部材Ｗは供給取出台４９上に釈放配置され、供給取出台４９上に釈放された板状部材Ｗは図示省略の取出機構により取り出されると共に供給取出台４９上に図外の供給機構により加工すべき新たな板状部材Ｗが供給され、以下同様な作動が繰り返されることになり、したがって、板状部材Ｗを板状部材Ｗの送り運動Ｐ及び研磨テープＴの旋回運動Ｒの複合運動により研磨加工することができ、それだけ良好な研磨加工及び研磨面を得ることができる。
【００１７】
又、この場合、上記保持部材３１を保持部材３１の送り方向と交差する方向に揺振運動させる揺振機構１２を備えているから、揺振機構１２の揺振用モータ１７の駆動により保持部材３１を送り方向Ｐと交差する方向に揺振運動させることができ、旋回動作Ｓに加えて板状部材Ｗを送り方向に交差する方向に揺振運動させることができ、板状部材Ｗは送り運動Ｐと交差する方向に揺振運動Ｓしつつ送り運動Ｐされると共に研磨テープＴは旋回運動し、板状部材Ｗを板状部材Ｗの送り運動Ｐ及び揺振運動Ｓ並びに研磨テープＴの旋回運動の複合運動により研磨加工することができ、それだけ良好な研磨加工及び研磨面を得ることができる。
【００１８】
又、この場合、上記テープ移送機構３３を機台１上に配設し、機台１上に柱部材２を立設し、柱部材２に架台部材３を配設し、架台部材３に送り機構４を配設し、送り機構４により送り運動Ｐ可能な取付部材２４に上記上下動機構２１を吊下状に配設しているから、機械剛性としての所謂こわさの高い門型構造の構造体に送り機構４及び揺振機構１２が配設され、保持部材３１の送り運動及び揺振運動の運動精度を高めることができ、それだけ良好な研磨加工を行うことができ、又、この場合、上記上下動機構２１として空圧シリンダ機構２９を用いてなり、空圧シリンダ機構２９への上記保持部材３１の自重下降方向とは逆の押上方向に給送する空気圧の制御により板状部材Ｗと研磨テープＴとの研磨圧を制御するように構成しているから、保持部材３１を含む重量と均衡をとって研磨圧を調整することができ、それだけ研磨圧の調整を容易に行うことができ、又、上記保持機構３２として負圧吸着機構が用いられているから、板状部材Ｗの保持及び釈放を容易に行うことができると共に構造を簡素化することができる。
【００１９】
又、この場合、上記研磨テープＴはテープ送り用モータ４２により連続又は間欠移送可能に設けられているから、研磨加工時において、研磨テープＴを連続移送させることにより板状部材Ｗの送り運動及び研磨テープＴの旋回運動Ｐに加えて研磨テープＴの移送の複合運動により研磨加工することができ、又、上記研磨テープＴを研磨加工時においては、走行を停止させ、非研磨加工時等の随時において、間欠的に研磨テープＴを走行させることにより各種の板状部材Ｗに対しての研磨の融通性を高めることができると共に研磨テープＴの節約もできて経済性を高めることができる。
【００２０】
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、例えば上記実施の形態例では送り機構４としてボールネジ機構とサーボモータとの組み合わせ構造を採用しているが、シリンダ構造を採用することもでき、又、上下動機構３０として空圧シリンダ機構２９を採用しているが、他の上下動作機構を採用することもでき、又、上記実施の形態例では板状部材Ｗを供給取出位置Ｋと加工位置Ｎとの間で往復運動させ、供給取出位置Ｋに供給機構及び取出機構を配置しているが、供給台及び取出台を別々に設置し、供給位置から加工位置を経由して取出位置に至る直線移送構造を採用することもあり、又、旋回機構４６及び揺振機構１２、その他の構造についても適宜変更して設計されるものである。
【００２１】
又、上記実施の形態例においては、乾式研磨構造となっているが、板状部材Ｗと研磨テープＴとの間に加工液体や潤滑剤を供給する所謂湿式研磨構造とすることもあり、板状部材Ｗの種類や研磨条件により選択して設計される。
【００２２】
又、他の実施の形態例として、上記形態例においては、テープ移送機構３３を旋回運動させるように構成しているが、保持部材３１を旋回動作させる旋回機構を配備することもでき、この場合にあっては、研磨テープＴの旋回運動に代えて板状部材が旋回運動し、これにより上記実施の形態例で示した研磨テープＴが旋回運動する場合と同様な研磨加工を行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は上述の如く、請求項１又は２記載の発明にあっては、板状部材を保持釈放可能な保持機構をもつ保持部材と、該保持部材を上下動作させる上下動機構と、該保持部材を水平方向に送り動作させる送り機構と、該研磨テープを移送させるテープ移送機構と、該テープ移送機構又は保持部材を旋回動作させる旋回機構とを備えて構成しているから、板状部材は研磨テープに押圧接触し、この接触状態において、板状部材を板状部材の送り運動と研磨テープの旋回運動又は板状部材の旋回運動の複合運動により研磨加工することができ、それだけ良好な研磨加工及び研磨面を得ることができ、更に、上記テープ移送機構及び上記旋回機構を機台上に配設し、該機台に柱部材を立設し、該柱部材に架台部材を架設し、該架台部材に上記送り機構及び上記上下動機構を介して上記保持部材を吊下状に配設しているから、機械剛性としての所謂こわさの高い門型構造の構造体に送り機構が配設され、保持部材の送り運動の運動精度を高めることができ、それだけ良好な研磨加工を行うことができる。
【００２４】
又、請求項３記載の発明にあっては、上記保持部材を保持部材の送り方向と交差する方向に揺振運動させる揺振機構を備えているから、揺振機構により保持部材を送り方向と交差する方向に揺振運動させることができ、上記研磨テープ又は板状部材の旋回動作に加えて板状部材を送り方向に交差する方向に揺振運動させることができ、板状部材は送り運動と交差する方向に揺振運動しつつ送り運動されると共に研磨テープ又は板状部材は旋回運動し、板状部材を板状部材の送り運動及び揺振運動並びに研磨テープ又は板状部材の旋回運動の複合運動により研磨加工することができ、良好な研磨加工及び研磨面を得ることができる。
【００２５】
又、請求項４記載の発明にあっては、上記上下動機構として空圧シリンダ機構を用いてなり、空圧シリンダ機構への上記保持部材の自重下降方向とは逆の押上方向に給送する空気圧の制御により板状部材と研磨テープとの研磨圧を制御するように構成しているから、保持部材を含む重量と均衡をとって研磨圧を調整することができ、それだけ研磨圧の調整を容易に行うことができ、又、請求項５記載の発明にあっては、上記保持機構として負圧吸着機構が用いられているから、板状部材の保持及び釈放を容易に行うことができると共に構造を簡素化することができる。
【００２６】
又、請求項６記載の発明にあっては、上記研磨テープは連続又は間欠移送可能に設けられているから、研磨加工時において、研磨テープを連続移送させることにより板状部材の送り運動及び研磨テープ又は板状部材の旋回運動に加えて研磨テープの移送運動の複合運動により研磨加工することができ、又、上記研磨テープを研磨加工時においては、走行を停止させ、非研磨加工時等の随時において、随時、間欠的に研磨テープを走行させることにより各種の板状部材に対しての研磨加工の融通性を高めることができると共に研磨テープの節約もできて経済性を高めることができる。
【００２７】
以上、所期の目的を充分達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態例の正面図である。
【図２】  本発明の実施の形態例の側面図である。
【図３】  本発明の実施の形態例の平断面図である。
【図４】  本発明の実施の形態例の部分正断面図である。
【図５】  本発明の実施の形態例の部分側断面図である。
【図６】  本発明の実施の形態例の部分平断面図である。
【図７】  本発明の実施の形態例の部分断面図である。
【図８】  本発明の実施の形態例の部分断面図である。
【図９】  本発明の実施の形態例の加工説明斜視図である。
【図１０】  本発明の実施の形態例の加工説明平面図である。
【符号の説明】
Ｗ  板状部材
Ｔ  研磨テープ
Ｎ  加工位置
Ｋ  供給取出位置
１  機台
２  柱部材
３  架台部材
４  送り機構
１２  揺振機構
２１  上下動機構
２９  空圧シリンダ機構
３１  保持部材
３２  保持機構
３３  テープ移送機構
４３  旋回機構
【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】
0003997451.tif 000008
【図８】
0003997451.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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