JP2005111571A - Processing method and processing apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 径の小さい修正プレートで済むと共に、修正プレートの自重による変形を小さくすることができる加工方法及び加工装置を提供する。
【解決手段】 たとえば被加工物3の面が凸面になっているときには、チルト機構5をわずかに矢印D方向へ回転させラップ定盤1の面を傾斜させる。これによりラップ定盤1と修正プレート2の接触圧力分布がラップ定盤1の回転軸から離れた部分で大きくなるように変化するため、ラップ定盤1の面形状を凸面へと修正することができる。これとは逆に被加工物3の面が凹面になっているときには矢印Dと反対方向へ傾斜させることにより、ラップ定盤1と修正プレート2の接触圧力分布がラップ定盤1の回転軸に近い部分で大きくなるように変化するため、ラップ定盤1の面形状を凹面へと修正することができる。よって、凸面、凹面の被加工物3をそれぞれ平面に加工できることとなる。
【選択図】 図2
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a processing method and a processing apparatus capable of reducing a correction plate having a small diameter and reducing deformation due to its own weight.
For example, when the surface of the workpiece 3 is a convex surface, the tilt mechanism 5 is slightly rotated in the direction of arrow D to incline the surface of the lapping surface plate 1. As a result, the contact pressure distribution between the lap surface plate 1 and the correction plate 2 changes so as to increase at a portion away from the rotation axis of the lap surface plate 1, so that the surface shape of the lap surface plate 1 can be corrected to a convex surface. it can. On the contrary, when the surface of the workpiece 3 is concave, the contact pressure distribution between the lapping platen 1 and the correction plate 2 is made to be the rotation axis of the lapping platen 1 by inclining in the direction opposite to the arrow D. Since it changes so that it may become large in the near part, the surface shape of the lap surface plate 1 can be corrected to a concave surface. Therefore, the convex and concave workpieces 3 can each be processed into a flat surface.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、ラップ加工(研磨加工)を行う方法及びそれに用いられる研磨装置に関するものである。 The present invention relates to a method for lapping (polishing) and a polishing apparatus used therefor.
半導体関連の精密機器などに使用される光学部品および構造部材には、高い平面度が要求されることが少なくない。これらの高精度部品の加工にはラップ加工および研磨加工が適用される。これらの加工方法は、被加工物と加工定盤(ラップ定盤)の間に遊離砥粒を介在させて、被加工物と加工定盤を回転させながら摺動させることにより平滑な面を得る加工方法である。 High flatness is often required for optical components and structural members used in semiconductor-related precision equipment. Lapping and polishing are applied to the processing of these high precision parts. In these processing methods, a smooth surface is obtained by interposing loose abrasive grains between a workpiece and a processing surface plate (lapping surface plate) and sliding the workpiece and the processing surface plate while rotating them. It is a processing method.
被加工物の形状が平面であれば、平面のラップ定盤を回転させ、当該ラップ定盤上に被加工物を載せて回転させながら、ラップ定盤上を摺動させることにより研磨加工を進行させる方法が一般的である。砥粒を介したラップ定盤との摺動による、非加工物表面の除去の進行に伴い、ラップ定盤形状が被加工物に転写され平面形状を創成することができる。 If the shape of the work piece is flat, the polishing process proceeds by rotating the flat lapping plate and sliding the lapping plate while rotating the work piece on the lapping plate. The method of making it is common. With the progress of removal of the non-workpiece surface by sliding with the lapping plate via the abrasive grains, the lapping plate shape can be transferred to the work piece to create a planar shape.
たとえば、露光装置の走査部分などには高い走り精度が要求されるため、これらを構成する部材を高精度な平面度にしなければならない。このような部品の加工には、上述したラップ加工または研磨加工を行い、滑らかで、平坦な面を得ている。 For example, since a high running accuracy is required for the scanning portion of the exposure apparatus, the members constituting them must have high flatness. For the processing of such parts, the lapping or polishing described above is performed to obtain a smooth and flat surface.
このような方法の例を図6を用いて説明する。まず、ラップ定盤21の表面の平坦化を行う。装置本体26の上部で矢印I方向に回転するラップ定盤21上に修正プレート22を載せ、ローラ25などで保持して矢印J方向に回転運動させながら、ラップ定盤21に押し付けて摺動し、ラップ定盤21の加工を進行させる。
An example of such a method will be described with reference to FIG. First, the surface of the
その際、ラップ定盤21と修正プレート22との間には、砥粒を混入した研磨液を介在させ、当該砥粒によってラップ定盤21の表面を微少量ずつ研磨し、これによりラップ定盤21を所望の形状に創成する。
At that time, a polishing liquid mixed with abrasive grains is interposed between the
ラップ定盤21を所望の形状にした後、このラップ定盤21上に被加工物を載せ、修正プレート22と同様に回転、摺動させながらラップ定盤21に押し付けることにより、被加工物の表面を加工し、所望の平面度を得ている。
After making the
修正プレート22により、ラップ定盤21を所望の形状に加工することは、ローラ25を取り付けたアーム23を、リニアステージ24などを用いて矢印K方向に移動させて、ラップ定盤21と修正プレート22の接触する位置を変更することにより行っていた。一般的にラップ定盤21の回転軸と修正プレート22の回転軸との距離を小さくするとラップ定盤21の表面形状は凹面に、距離を大きくすると凸面になる。このようにラップ定盤21の形状の修正加工は、修正プレート22の水平方向の位置を調整することにより行っていた。
Processing the
このラップ定盤21の表面形状の加工方法の例を、図7を使用してさらに詳しく説明する。図7は、図6に示した加工装置の概要平面図と概要立面図である。
An example of a method for processing the surface shape of the
ラップ定盤21上に修正プレート22と被加工物27が配してある。図7ではラップ定盤21、修正プレート22および被加工物27がそれぞれ矢印E、F、Gの方向に回転し、加工を行っている。図はラップ定盤21と修正プレート22の中央部に、それぞれ凹部28、29からなる逃げを設けて輪帯部分を用いる方法を示しており、ラップ定盤21の修正加工と被加工物27の加工を同時に行っている。
A
たとえば被加工物27の表面が凸面形状のときにはラップ定盤21の表面形状も凸面傾向に修正し、被加工物27表面の凸部分を除去しなければならない。このようなときには図7に矢印Hで示すように、修正プレート22を、その回転軸とラップ定盤21の回転軸が遠くなるように移動する。それにより、ラップ定盤21の表面が凸面となる。
For example, when the surface of the
逆に、被加工物27の表面が凹面形状のときにはラップ定盤21の表面形状も凹面傾向に修正し、被加工物27表面の凹部分を除去しなければならない。このようなときには図7に矢印Hで示す方向と反対向きに、修正プレート22を、その回転軸とラップ定盤21の回転軸が近くなるように移動する。それにより、ラップ定盤21の表面が凹面となる。
On the contrary, when the surface of the
以上のような方法を用いることによりラップおよび研磨加工を行い被加工物の精度を得ていた。 By using the method as described above, lapping and polishing were performed to obtain the accuracy of the workpiece.
しかしながら、上述のような修正プレートの位置変更によるラップ定盤表面形状の修正方法では、修正に伴って移動するどの位置においても、ラップ定盤の輪帯部分と接触できるような径の大きい修正プレートが必要であった。また、修正プレートがラップ定盤の輪帯部分と接触しない部分が大きくなると修正プレートの自重変形が起こり、修正しようとするラップ定盤の精度が得にくいという問題があった。 However, in the method of correcting the surface shape of the lap surface plate by changing the position of the correction plate as described above, the correction plate having a large diameter that can contact the ring zone portion of the lap surface plate at any position that moves with the correction. Was necessary. Further, when the portion where the correction plate does not come into contact with the ring zone portion of the lap surface plate becomes large, the correction plate undergoes its own weight deformation, and it is difficult to obtain the accuracy of the lap surface plate to be corrected.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、径の小さい修正プレートで済むと共に、修正プレートの自重による変形を小さくすることができる加工方法及び加工装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and it is an object of the present invention to provide a processing method and a processing apparatus that can reduce a correction plate having a small diameter and reduce deformation due to its own weight.
前記課題を解決するための第1の手段は、回転する加工定盤と回転する被加工物の被加工面とを互いに摺動させ、前記被加工物の表面(被加工面)の除去を進行させると共に、前記加工定盤と回転する修正プレートとを互いに摺動させ、前記加工定盤の表面形状を修正するラップ加工(研磨加工)において、前記加工定盤を水平面に対して傾斜させて加工を行う工程を有することを特徴とする加工方法(請求項1)である。 The first means for solving the above-described problem is that the rotating processing platen and the processing surface of the rotating workpiece are slid relative to each other, and the removal of the surface (processing surface) of the processing object proceeds. In addition, in the lapping (polishing) for correcting the surface shape of the processing surface plate by sliding the processing surface plate and the rotating correction plate relative to each other, the processing surface plate is inclined with respect to a horizontal plane. It is a processing method (Claim 1) characterized by having the process of performing.
本手段においては、ラップ定盤を水平面に対して傾斜させて加工を行うようにしている。これにより、後に「発明を実施するための最良の形態」の欄で詳しく説明するように、修正プレートとラップ定盤の接触圧力分布を変化させることができ、接触圧力分布により、加工定盤の形状を制御することができる。よって、従来技術のように修正プレートを移動させる必要がないので、その分、修正プレートを小さくすることができ、ラップ定盤と接触しない部分が少なくなるので、修正プレートの自重変形が発生しにくい。よって、ラップ定盤の表面加工精度を向上させることができる。 In this means, the lap surface plate is inclined with respect to the horizontal plane for processing. As a result, the contact pressure distribution between the correction plate and the lapping platen can be changed as will be described in detail later in the section “Best Mode for Carrying Out the Invention”. The shape can be controlled. Therefore, since there is no need to move the correction plate as in the prior art, the correction plate can be made smaller by that amount, and the portion that does not come into contact with the wrap surface plate is reduced, so that the weight of the correction plate is not easily deformed. . Therefore, the surface processing accuracy of the lapping surface plate can be improved.
前記課題を解決する他面第2の手段は、回転する加工定盤と、非加工物を保持して回転させる機構と、前記加工定盤と前記非加工物を接触させ両者の間に圧力を生じさせる機構と、修正プレートを保持して回転させる機構と、前記加工定盤と前記修正プレートを接触させ両者の間に圧力を生じさせる機構とを有し、更に、前記加工定盤の回転軸を鉛直方向から傾ける機構を有することを特徴とするラップ加工(研磨加工)を行う加工装置(請求項2)である。 The second means for solving the above-mentioned problem includes a rotating processing platen, a mechanism for holding and rotating the non-workpiece, and contacting the processing platen and the non-workpiece and applying pressure between them. And a mechanism for holding and rotating the correction plate, and a mechanism for bringing the processing platen and the correction plate into contact with each other and generating pressure therebetween, and further, a rotating shaft of the processing platen It is a processing apparatus (Claim 2) which performs the lapping process (polishing process) characterized by having a mechanism which inclines from the vertical direction.
本手段によれば、加工定盤の回転軸を鉛直方向から傾ける機構を有するので、加工定盤を水平面に対して傾斜させて加工を行うことができ、前記第1の手段である加工方法を実施することができる。 According to this means, since the mechanism has a mechanism for tilting the rotation axis of the processing surface plate from the vertical direction, the processing surface plate can be inclined with respect to the horizontal surface, and the processing method as the first means can be performed. Can be implemented.
以上説明したように、本発明によれば、ラップ加工(研磨加工)において、径の小さい修正プレートで済むと共に、修正プレートの自重による変形を小さくすることができる加工方法及び加工装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a processing method and a processing apparatus capable of reducing a correction plate having a small diameter and reducing deformation due to its own weight in lapping (polishing). Can do.
以下、本発明の実施の形態の例を図を用いて説明する。
図1、2は本発明の実施の形態の第1の例である加工装置の概要を示す概要平面図と概要立面図である。ラップ定盤1の上面の一方に修正プレート2、他方に被加工物3が配されており、ラップ定盤1、修正プレート2および被加工物3はそれぞれ矢印A、B、Cの方向に回転する。修正プレート2、被加工物3は、ラップ定盤1に押さえつけられている。ラップ定盤1の上には研磨液が供給されており、これにより、修正プレート2、被加工物3は、研磨液を介して互いに摺動する。ラップ定盤1の中央部には、凹部7からなる逃げが、修正プレート2の中央部には凹部8からなる逃げが、それぞれ設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 are a schematic plan view and a schematic elevation view showing an outline of a processing apparatus as a first example of an embodiment of the present invention. A
ラップ定盤1とともに矢印A方向に回転する回転軸4は水平面に対してラップ定盤1を傾斜させることができるチルト機構5に固定されており、当該チルト機構5は装置本体6に取り付けられている。通常は図1のようにラップ定盤1の上面を水平にして加工を行う。
A rotating
たとえば被加工物3の面が凸面になっているときには、図2に示すようにチルト機構5をわずかに矢印D方向へ回転させラップ定盤1の面を傾斜させる。これによりラップ定盤1と修正プレート2の接触圧力分布がラップ定盤1の回転軸から離れた部分で大きくなるように変化するため、ラップ定盤1の面形状を凸面へと修正することができる。
For example, when the surface of the
これとは逆に被加工物3の面が凹面になっているときには矢印Dと反対方向へ傾斜させることにより、ラップ定盤1と修正プレート2の接触圧力分布がラップ定盤1の回転軸に近い部分で大きくなるように変化するため、ラップ定盤1の面形状を凹面へと修正することができる。よって、凸面、凹面の被加工物3をそれぞれ平面に加工できることとなる。
On the contrary, when the surface of the
ラップ定盤1を傾斜させることにより圧力分布を変化させることができるので、修正プレート2を移動させる必要が無く、従来に比べて小さい径の修正プレート2で修正が可能となる。また、修正プレート2の径を小さくすることにより修正プレート2とラップ定盤1が接触しない面積が小さくなる。これにより、修正プレート2の自重による変形を小さくすることができ、ラップ定盤1の面を高精度に修正することが可能となる。
Since the pressure distribution can be changed by inclining the lapping
修正プレートの径を従来に比べて小さくできる効果は、大型の装置において特に効果的である。しかし、大型の装置では図1、図2のような構造では実現が難しい。これに対応する本発明の第2の実施の形態である加工装置の例を図3、図4、図5に示す。なお、これらの図において、図1、図2に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付して、その説明を省略する。 The effect of reducing the diameter of the correction plate as compared with the conventional case is particularly effective in a large apparatus. However, it is difficult to realize a large apparatus with the structure shown in FIGS. The example of the processing apparatus which is the 2nd Embodiment of this invention corresponding to this is shown in FIG.3, FIG.4, FIG.5. In these drawings, the same components as those shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
図3〜図5に示す装置においては、油圧ジャッキ11、12を用いてラップ定盤1を傾斜させるようにしている。上述のようにラップ定盤1上に修正プレート2が載せられており強制回転が可能なジョイント13により回転運動(矢印M)を与えることができる。ジョイント13は回転Mのみを与え、修正プレート2は、水平方向には、ラップ定盤1に倣って自由に動くことができる。また、修正プレート2は、ローラ等で支持し、ラップ定盤1との摩擦力で回転させてもよい。
In the apparatus shown in FIGS. 3 to 5, the
ラップ定盤1の下方の回転軸14をモータ15で回転させることによりラップ定盤1は矢印Lの方向に回転する。ラップ定盤1はベアリング16で回転可能に支持されておりこのベアリングのベースを油圧ジャッキ11、12で昇降させることによりラップ定盤1を傾斜させる。
The
図4に示すように油圧ジャッキ11をN方向に上昇させ、油圧ジャッキ12をO方向に下降させればラップ定盤1は凸面へ修正され、図5に示すように油圧ジャッキ11をP方向に降下させ、油圧ジャッキ12をQ方向に上昇させればラップ定盤1が凹面へ修正されることとなる。断面図では2つのジャッキを示しているが、実際には複数個のジャッキを設けラップ定盤1の傾きを調整すればよい。
If the
以上のような方法によってラップ定盤を修正加工することにより、当該ラップ定盤の精度を安定的かつ容易に維持、修正することができ、被加工物を高精度にラップおよび研磨加工することができる。 By correcting and processing the lapping plate by the above method, the accuracy of the lapping plate can be maintained and corrected stably and easily, and the workpiece can be lapped and polished with high accuracy. it can.
図3〜図5に示す装置を使用して、実際に本発明の方法を用いて加工を行った。
ラップ定盤1、修正プレート2の材料としては鋳鉄を用い、被加工物はセラミックスとした。直径300mm、輪帯の幅が100mm(すなわち中央部の凹部7の直径が100mm)のラップ定盤1を用いて、80×30mmの被加工物3を加工した。修正プレート2の直径を120mmとし、ラップ液にはGC砥粒の微粉を水に混入したものを使用した。ラップ液を供給しながら20rpmで回転するラップ定盤1と、被加工物3を摺動させラップ加工を行った。ラップ定盤2の表面形状の修正はラップ定盤1を±3度傾斜させることにより行った。結果、修正プレート2の径および厚さを、従来品の15〜20%小さくしても所望の精度を短時間で得ることができた。
Using the apparatus shown in FIGS. 3 to 5, processing was actually performed using the method of the present invention.
Cast iron was used as the material for the lapping
1…ラップ定盤、2…修正プレート、3…被加工物、4…回転軸、5…チルト機構、6…装置本体、7…凹部、8…凹部、11…油圧ジャッキ、12…油圧ジャッキ、13…ジョイント、14…回転軸、15…モータ、16…ベアリング
DESCRIPTION OF
Claims (2)
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| JP2003345118A JP2005111571A (en) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | Processing method and processing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2003345118A JP2005111571A (en) | 2003-10-03 | 2003-10-03 | Processing method and processing apparatus |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022168720A (en) * | 2021-04-26 | 2022-11-08 | 株式会社ディスコ | Processing method |
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2003
- 2003-10-03 JP JP2003345118A patent/JP2005111571A/en active Pending
Cited By (2)
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