研磨方法および研磨装置
【課題】被加工物に対して砥石から大きな押し付け力を加えることなく、短時間で効率的に被加工面の研磨加工を行うことができるようにする。
【解決手段】被加工物Ｗの被加工面Ｓにはブラスト加工機１４により粉粒体が吹き付けられ、被加工面Ｓは砥石２５の表面よりも粗い凹凸面となった粗面にブラスト加工される。ブラスト加工により粗面に加工された後の被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。予めブラスト加工機１４により被加工面を粗面に加工した後に砥石２５により研磨加工することにより、砥石２５から被加工物Ｗに大きな押し付け力を加えることなく、短時間で所定の研磨量で研磨加工することができる。研磨量が大きい場合にはブラスト加工と研磨加工とを複数回繰り返す。
【解決手段】被加工物Ｗの被加工面Ｓにはブラスト加工機１４により粉粒体が吹き付けられ、被加工面Ｓは砥石２５の表面よりも粗い凹凸面となった粗面にブラスト加工される。ブラスト加工により粗面に加工された後の被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。予めブラスト加工機１４により被加工面を粗面に加工した後に砥石２５により研磨加工することにより、砥石２５から被加工物Ｗに大きな押し付け力を加えることなく、短時間で所定の研磨量で研磨加工することができる。研磨量が大きい場合にはブラスト加工と研磨加工とを複数回繰り返す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の表面を研磨加工するための研磨技術に関し、特に平板状の被加工物の肉厚を薄くしつつ表面を鏡面仕上げする場合に適用して好適な研磨技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置は、シリコン単結晶インゴットを切断機により切断して板状のシリコンウエハを形成し、シリコンウエハを基板（サブストレート）としてその表面に絶縁膜、半導体膜および金属膜等を積層して回路パターンを形成することにより製造されている。切断機においてはダイヤモンドカッターやワイヤソー等によりインゴットを切断しており、切断時にはシリコンウエハが破損しないようにするとともに、切断後のシリコンウエハの表面を鏡面仕上げするための研磨代を含めるため、半導体装置つまり半導体デバイスとして必要な厚み以上の板厚でシリコンウエハをインゴットから切断する必要がある。したがって、インゴットから切り出されたシリコンウエハは、表面を鏡面仕上げするとともに板厚を薄くするために研磨加工されている。
【０００３】
また、シリコンウエハの表面に回路パターンを形成するためには、シリコンウエハは酸化膜処理、リソグラフィー処理、およびイオン注入処理等の多数の処理プロセスにおいてシリコンウエハは所定の処理が行われており、これらの処理プロセスにおいてシリコンウエハが熱変形しないようにするために、半導体デバイスとして必要な厚み以上の板厚でシリコンウエハをそれぞれの処理プロセスに搬送するようにしている。したがって、表面に回路パターンが形成された後には、シリコンウエハの板厚を薄くするために裏面を研磨加工している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコンウエハ等のような脆性材料を砥石により回路形成前のシリコンウエハの表面を研磨加工したり、回路形成後のシリコンウエハの裏面を研磨加工したりするには、砥石によるシリコンウエハに対する押し付け力を大きくすると、シリコンウエハが破損することになるとともにシリコンウエハの内部に加工歪みが発生するので、押し付け力を大きくすることができず、押し付け力を大きくすることなく研磨加工を行う必要がある。このため、シリコンウエハを研磨加工するには、加工時間を長くする必要があり、研磨加工効率を向上させることが困難であった。
【０００５】
同様に、ガラス製のハードディスクを製造する場合には、ガラス製のサブストレートの表面に磁気記憶層を形成するようにしており、磁気記憶層を形成する前にはガラス製のサブストレートの表面を研磨加工しており、さらに、サファイヤをサブストレートとしてその表面にダイオード等の電子回路を積層形成する場合には、サファイヤ製の板材を研磨加工している。これらの脆性材料からなるサブストレートを研磨加工するには、砥石によりサブストレートに対して大きな押し付け力を加えることなく、研磨加工量を高めることができれば、短時間でサブストレートの加工を行うことができる。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物の表面を短時間で効率的に研磨加工を行うことができるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、被加工物に対して砥石から大きな押し付け力を加えることなく、効率的に研磨加工を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の研磨方法は、被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を微細な凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト工程と、前記ブラスト工程により粗面に加工された後の被加工面を砥石により研磨加工する研磨工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の研磨方法は、前記ブラスト工程と前記研磨工程とを複数回繰り返し前記研磨工程により研磨加工しつつ前記被加工面を鏡面に仕上げることを特徴とする。また、本発明の研磨方法は、回転する被加工物の被加工面の一部を粗面にブラスト加工すると同時に前記被加工面の他の一部を研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする。
【００１０】
本発明の研磨装置は、被加工物を支持して回転させるワーク支持台と、前記ワーク支持台に対向する加工台に設けられ、前記被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を微細な凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、前記加工台に回転自在に設けられた砥石を備え、前記粗面に加工された後の前記被加工面を研磨加工する研磨加工機とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の研磨装置は、前記ワーク支持台を前記ブラスト加工機と前記研磨加工機との間を移動自在とし、前記ワーク支持台を移動させて前記ブラスト加工機により粗面に加工された前記被加工面に連続的に前記研磨加工機により研磨加工することを特徴とする。
【００１２】
本発明の研磨装置は、前記ブラスト加工機に対向する位置に前記被加工物を対向させるブラスト加工ステージと、前記研磨加工機に前記被加工物を対向させる研磨加工ステージとを前記ワーク支持台に設け、別々の被加工物に前記ブラスト加工ステージでブラスト加工すると同時に前記研磨加工ステージで研磨加工し、前記ブラストステージで前記ブラスト加工機により粗面に加工された被加工物を前記研磨ステージで前記研磨加工機により連続的に研磨加工することを特徴とする。
【００１３】
本発明の研磨装置は、被加工物の一部を粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、ブラスト加工と同時に被加工物の他の一部を研磨加工する研磨加工機とを加工台に設け、被加工物の回転に伴って前記ブラスト加工機により粗面に加工された部分を前記研磨加工機により研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被加工物の被加工面を、これに粉粒体を吹き付けて砥石加工面の表面荒さよりも粗い粗面にブラスト加工した後に、砥石により研磨加工するので、研磨加工時には被加工物に対して大きな押し付け力を加えることなく、短時間で大きな研磨量で被加工面を研磨加工することができる。研磨量が多い場合には、ブラスト加工と研磨加工とを複数回繰り返すことにより、短時間で所定の研磨加工を行うことができる。
【００１５】
本発明によれば、シリコンウエハ等の脆性材料からなる板状の被加工物の厚みを薄く研磨加工するとともに表面を鏡面に仕上げる場合に、被加工物には砥石から大きな押し付け力を加えることがないので、被加工物の内部に歪みを発生させることなく、効率的に研磨加工を行うことができる。
【００１６】
本発明によれば、加工台に設けられたブラスト加工機と研磨加工機とにワーク支持台により被加工物を移動させて１つの被加工物に対して連続的にブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良い。また、ブラスト加工機に対応させて被加工物を支持するブラスト加工ステージと、研磨加工機に対応させて被加工物を支持する研磨加工ステージとをワーク支持台に設けることにより、別々の被加工物に対して同時にブラスト加工と研磨加工とを行うことができる。さらに、１つの被加工物の被加工面の一部をブラスト加工し、他の一部を研磨加工することにより、１つの被加工物を同時にブラスト加工と研磨加工とを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である研磨装置を示す側面図であり、図２（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図１の研磨装置の正面図であり、図２（Ａ）は被加工物をブラスト加工している状態を示し、図２（Ｂ）は被加工物を研磨加工している状態を示す。図３（Ａ）は図２（Ａ）の概略平面図であり、図３（Ｂ）は図２（Ｂ）の概略平面図である。
【００１８】
図示する研磨装置１０は、図１に示すように、加工台１１とこの加工台１１に支持コラム１２を介して取り付けられるワーク支持台１３とを有している。図２に示すように、加工台１１にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが隣り合って設けられている。ワーク支持台１３にはワーク回転シャフト１６が上下方向（Ｚ方向）に移動自在に装着され、ワーク回転シャフト１６は図示しないモータに連結されて符号Ｒ１で示すように回転自在となっている。ワーク回転シャフト１６には被加工物Ｗを支持するチャック１７が設けられており、被加工物Ｗはチャック１７により支持されてワーク回転シャフト１６により回転駆動される。チャック１７は被加工物Ｗを吸着して保持するバキュームチャックとなっている。
【００１９】
ワーク支持台１３は支持コラム１２に水平方向に固定されたガイドレール１８に沿って水平方向（Ｘ方向）に移動自在に装着されており、図２（Ａ）に示すように、ワーク支持台１３をブラスト加工機１４に対向させる位置に移動させると、被加工物Ｗの被加工面Ｓはブラスト加工機１４に対向し、図２（Ｂ）に示すように、ワーク支持台１３を研磨加工機１５に対向させると被加工物Ｗの被加工面Ｓは研磨加工機１５に対向する。このように、ブラスト加工機１４と研磨加工機１５はワーク支持台１３の移動によりそれぞれワーク支持台１３に対向するようになっている。
【００２０】
ブラスト加工機１４は、図３に示すように、被加工物Ｗの直径にほぼ対応した長さのスリット状の噴出口２１が設けられたノズル２２を有し、このノズル２２の噴出口２１からは粉粒体が空気とともに被加工物Ｗに向けて噴出され、被加工物Ｗの被加工面Ｓは粉粒体によりブラスト加工され、被加工面は凹凸を有する粗面に加工される。
【００２１】
一方、研磨加工機１５は、図２に示すように、加工台１１には、符号Ｒ２で示すように、回転自在に砥石回転シャフト２３が取り付けられ、この砥石回転シャフト２３の先端に設けられた砥石ホルダー２４には円板形状の砥石２５が取り付けられるようになっている。砥石２５の一方の端面は被加工面Ｓを研磨加工する加工面２６になり、反対面は砥石ホルダー２４に固定される基端面２７になっており、ブラスト加工機１４により粗面に加工された被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。
【００２２】
図１〜図３に示す研磨装置による被加工物Ｗの研磨加工手順について説明すると以下の通りである。
【００２３】
例えば、表面側に回路パターンが形成されたシリコンウエハを被加工物Ｗとしてこれの裏面側を研磨加工してウエハの厚みを薄くするために裏面側を研磨加工する場合には、図示しないワークローディング装置により被加工物Ｗは裏面側が加工台１１を向くようにチャック１７に装着される。被加工物Ｗがチャック１７に装着されると、図２（Ａ）および図３（Ａ）に示すように、被加工物Ｗがブラスト加工機１４に対向するようにワーク支持台１３はブラスト加工機１４に対向する位置に移動される。この状態のもとで、ワーク回転シャフト１６を回転させながら、ブラスト加工機１４の噴出口２１から粉粒体を空気とともに被加工物Ｗに向けて噴出し、被加工物Ｗの被加工面Ｓを粉粒体によりブラスト加工する。これにより、被加工面Ｓはブラスト加工されて砥石２５の加工面２６の平坦度よりも粗い凹凸を有する粗面に加工される。
【００２４】
次いで、ワーク支持台１３を被加工物Ｗが研磨加工機１５に対向するように水平方向に移動するとともに被加工物Ｗの被加工面Ｓが砥石２５の加工面２６に接触するまでワーク支持台１３を下降移動させる。この状態のもとで、ワーク回転シャフト１６を回転させながら、砥石２５を回転させることにより、ブラスト加工機１４によりブラスト加工された被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。研磨加工時には砥石２５と被加工物Ｗとの間には研磨液が供給される。このように、まずブラスト工程により粗面となった被加工面Ｓを砥石２５により研磨加工すると、砥石２５による被加工物Ｗに対する押し付け力を小さくしても、砥石２５の加工面２６の凹凸よりも粗い凹凸面にブラスト加工された被加工面Ｓを研磨加工するので、短時間で迅速に所定の研磨量で研磨加工することができる。しかも、押し付け力を小さくしても研磨加工することができるので、被加工物Ｗの内部に歪みを発生させることなく無歪みの研磨加工を行うことができる。
【００２５】
被加工物Ｗの被加工面Ｓを研磨加工により加工する量が多い場合には、ブラスト工程と研磨工程とを複数回繰り返すことにより、短時間で所望の厚みまで被加工物Ｗの厚みを薄くすることができる。繰り返す回数は研磨加工により除去する寸法によって任意に設定される。
【００２６】
砥石２５は砥粒と砥粒相互を連結する結合材とにより形成され、内部には微細な気孔が形成された多孔質体となっている。このように、砥石は硬質の粒子つまり砥粒を結合材で固めて形成される工具であり、砥石を用いた加工には、研削加工と研磨加工とがあり、習慣的には荒加工は研削加工と言われ、仕上げ加工は研磨加工と言われている。これらの加工は、砥石を被加工物に押し付けた状態のもとで砥石と被加工物とを相対的に移動させることによって被加工面を砥粒により多数の切りくずとして削り取る加工であって、両者は機能的には同義でありこの明細書では両者を含めて研磨加工と言い、研磨加工には砥石と被加工物との間に研磨液を供給する場合と研磨液を供給しない場合があるが、図示する場合には研磨液を供給するようにしている。
【００２７】
図４は図１〜図３に示された砥石２５の断面図であり、図５は図４の一部拡大断面図であり、図６は図４における６−６線に沿う断面図である。
【００２８】
砥石２５は、図５に示すように、加工面２６から所定の厚みｔの部分が研磨層３１であり、その下側の部分が砥石基部３２であり、砥石基部３２の厚み寸法はＴとなっている。砥石基部３２には図６に示すように同心円状に複数の流体流路３３が形成され、それぞれの流体流路３３を相互に連通させるためにそれぞれの流体流路３３に対して厚み方向に基端面２７側にずらして放射状に複数の流体流路３４が形成されている。さらにそれぞれの流体流路３４に連通する給排口３５が砥石基部３２の径方向中央部に外部に開口して形成されており、砥石２５を砥石ホルダー２４に取り付けると、砥石ホルダー２４に形成された流体流路３６に給排口３５が対向して連通するようになっている。したがって、それぞれの流体流路３３は流体流路３４および給排口３５を介して流体流路３６に連通する。
【００２９】
研磨層３１の厚みｔの部分と砥石基部３２のうち流体流路３３が形成された厚みｔ１の部分は、気孔が連通した開気孔(open pore)構造の多孔質体となっており、他の部分は気孔が閉じられた閉気孔(close pore)構造の多孔質体となっている。開気孔構造の多孔質体における気孔率は２０％以下であり、開気孔構造の多孔質体における気孔率は２０〜６０％となっている。このように、砥石基部３２の基端面２７側は閉気孔構造となっているので、流体流路３６から研磨液等の加圧流体を供給すると、閉気孔構造の砥石基部３２の外周面からは加圧流体は漏出することなく、開気孔構造の研磨層３１を加圧流体が透過して加圧流体は加工面２６に供給される。一方、流体流路３６に負圧供給源を連通させると、砥石基部３２の外周面からは外部の流体が浸入することなく、加工面２６に供給された研磨液は開気孔構造の研磨層３１を透過して給排口３５から排出される。ただし、砥石２５全体を開気孔構造の多孔質体により形成し、砥石２５のうち加工面２６以外の外面つまり基端面２７と外周面とを封孔処理し、これらの面からの流体の漏出と流入とを防止するようにしても良い。
【００３０】
図４に示すように、砥石２５は砥石ホルダー２４を介して研磨装置の砥石回転シャフト２３に取り付けられるようになっており、砥石回転シャフト２３を駆動する図示しないモータにより砥石２５は砥石ホルダー２４を介して回転駆動される。砥石回転シャフト２３に形成された流体案内流路３７は、ロータリジョイント３８を介して真空ポンプ４１に接続され、真空ポンプ４１とロータリジョイント３８とを接続する流体案内流路４２ａには流路開閉弁４３ａと圧力調整弁４４ａとが取り付けられている。したがって、流路開閉弁４３ａを開いた状態のもとで真空ポンプ４１を作動させると、研磨層３１の気孔は、流体案内流路３７を介して真空ポンプ４１に連通して大気圧よりも低い真空状態つまり負圧状態となり、砥石２５の加工面２６には外部から気孔内に周囲空気や液体が流入することになる。
【００３１】
ロータリジョイント３８には加圧ポンプ４５が接続され、加圧ポンプ４５とロータリジョイント３８とを接続する流体案内流路４２ｂには流路開閉弁４３ｂと圧力調整弁４４ｂとが取り付けられている。加圧ポンプ４５は容器４６内に収容された研磨液等の液体を加圧して吐出し、流路開閉弁４３ｂを開いた状態のもとで加圧ポンプ４５を作動させると、液体が流体案内流路３７を介して研磨層３１の気孔内に入り込んで加工面２６から流出することになる。
【００３２】
ワーク回転シャフト１６に設けられたチャック１７は、複数の吸気孔４７形成されたチャック板４８を有し、バキュームチャックとなっている。それぞれの吸気孔４７に連通する真空流路４９がワーク回転シャフト１６に形成されており、真空流路４９はロータリジョイント５０を介して真空ポンプ５１に接続され、真空ポンプ５１とロータリジョイント５０とを接続する真空供給路５２には流路開閉弁５３が取り付けられている。したがって、真空ポンプ５１を作動させて真空流路４９を大気圧よりも低い圧力にすると、吸気孔４７内に外部空気が流入して被加工物Ｗはチャック１７に真空吸着されて保持される。
【００３３】
図６に示すように、それぞれの流体流路３３は、径方向に等ピッチとなって形成され、加工面２６に沿う平面に分散して形成されているので、給排口３５から研磨液等の加圧流体を供給すると加工面２６全体から加圧流体が流出し、被加工物Ｗの被加工面Ｓと砥石２５の加工面２６との間には研磨液等の流体の流れが生成される。一方、給排口３５から負圧流体を供給すると加工面２６全体から外部の流体が研磨層３１内に浸入することになり、被加工物Ｗの被加工面Ｓと砥石２５の加工面２６との間には外部空気や研磨液等の流体の流れが生成される。
【００３４】
なお、流体流路３３の形状としては、図６に示すような同心円状に限られず、渦巻き状に連なった形状としても良く、格子状としても良い。渦巻き状ないし格子状に流体流路３３を形成すると、流体流路３３は全体的に連なった形状となるので、流体流路３４を設けることなく、流体流路３３に直接給排口３５を連通させることができる。
【００３５】
砥石２５を構成する砥粒としては、ダイヤモンドつまりダイヤモンド砥粒が使用されており、その平均粒径は０．１〜３００μｍとなっている。ただし、ダイヤモンドに代えて、立方晶窒化ホウ素(CBN)砥粒つまりCBNを使用するようにしても良く、ダイヤモンドとCBNとの混合物を使用するようにしても良く、さらには、炭化ケイ素SiCつまりGC、ムライト(3Al2O3-2SiO2)、または溶融アルミナAl2O3つまりWAの単体或いはこれらの混合体を使用するようにしても良い。砥石２５を構成する結合材としては、ビトリファイドボンドが使用されているが、それぞれの結合材としてはビトリファイドボンド以外に、レジノイドボンド、メタルボンド、電着ボンドなど種々のボンド材を使用することができる。
【００３６】
図７は本発明の他の実施の形態である研磨装置１０ａを示す側面図であり、図８は図７に示された加工台を示す平面図である。なお、図７および図８においては、上記研磨装置１０を構成する部材と共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
図７に示すように、この研磨装置１０ａは、図１〜図３に示した研磨装置１０では加工台１１の上側にワーク支持台１３が設けられているのに対し、ワーク支持台１３の上側に加工台１１が設けられている。加工台１１には上述した研磨装置１０と同様に、ブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが隣り合って設けられており、図７に示す場合にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが加工台１１の下側に設けられている。
【００３８】
ワーク支持台１３には、割り出し回転体５５が回転自在に設けられており、この割り出し回転体５５には回転方向９０度毎に４つのワーク回転シャフト１６が設けられ、それぞれのワーク回転シャフト１６の先端には被加工物Ｗをそれぞれ支持するチャック１７が設けられている。この割り出し回転体５５を図８において矢印Ｒ３で示す方向に回転させるとすると、割り出し回転体５５のうち、ブラスト加工機１４に被加工物Ｗを対向させる位置がブラスト加工ステージ５６になり、研磨加工機１５に被加工物Ｗを対向させる位置が研磨加工ステージ５７になり、他の２つはアイドルステージ５８，５９になる。このように、ワーク支持台１３にはブラスト加工ステージ５６と研磨加工ステージ５７とが設けられているので、別々の被加工物Ｗにブラスト加工ステージ５６でのブラスト加工と、研磨加工ステージ５７での研磨加工とを同時に行うことができる。さらに、割り出し回転体５５を矢印Ｒ３方向に割り出し回転させると、ブラスト加工ステージ５６で粗面に加工された被加工物Ｗは研磨加工ステージ５７で粗面が研磨加工される。
【００３９】
それぞれのステージ５６〜５９に被加工物Ｗを配置した状態で割り出し回転体５５を一方向に回転させると、４枚の被加工物Ｗのうち２枚を同時に加工することができるとともに、ブラスト加工と研磨加工とをそれぞれの被加工物Ｗに対して所定回数繰り返すことができる。所定回数それぞれの加工を繰り返して所定の厚みとなった被加工物Ｗを例えばステージ５９から外部に搬出（アンローディング）し、全ての被加工物Ｗが外部に搬出されたら、ステージ５８から順次それぞれのチャック１７に新たな被加工物Ｗを搬入（ローディング）することができる。
【００４０】
図９（Ａ）は本発明の更に他の実施の形態である研磨装置１０ｂを示す正面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の加工台１１を示す平面図である。なお、図９においては、上記研磨装置１０，１０ａを構成する部材と共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。この研磨装置１０ｂは、上述した研磨装置１０と同様に、加工台１１には支持コラム１２を介して加工台１１の上方に位置させてワーク支持台１３が配置されている。加工台１１にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが上記研磨装置１０に示す場合よりも接近して設けられており、ワーク支持台１３のチャック１７に支持された被加工物Ｗはその一部がブラスト加工機１４により粗面にブラスト加工されると同時に被加工物Ｗの他の部分が研磨加工機１５により研磨加工される。したがって、被加工物Ｗをワーク回転シャフト１６により回転させると、ブラスト加工機１４により粗面に加工された被加工面は砥石２５により連続的に研磨加工されることになる。
【００４１】
上述のように、加工台１１とワーク支持台１３のいずれを上側としても良く、図１および図２に示すように１つの被加工物Ｗをブラスト加工機１４と研磨加工機１５との間で直線往復動させるようにしても良く、図７および図８に示すように複数の被加工物Ｗをワーク支持台１３に支持するようにしてブラスト加工ステージ５６と研磨加工ステージ５７とで同時に別々の被加工物Ｗを加工するようにしても良い。また、図９に示すように、１枚の被加工物Ｗに同時にブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良く、この場合には表裏両面を同時に加工するようにしても良い。さらに、一台の研磨加工機によりブラスト加工と研磨加工とを行うことなく、別々の加工機によりブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良い。
【００４２】
本発明は前記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する砥石２５は平坦な加工面２６が設けられて平面を研磨加工するためのディスク状の砥石であるが、ディスク状に代えてカップ状ないしリング状に砥石を形成し、その端面を加工面として平面研磨加工を行うようにしても良い。また、被加工物の円筒形状の外周面を加工する円筒研磨加工や、被加工物の円筒形状の内周面を加工する内面研磨加工を行うための砥石にも本発明を適用して、被加工物を研磨加工するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置を示す側面図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図１の研磨装置の正面図であり、（Ａ）は被加工物をブラスト加工している状態を示し、（Ｂ）は被加工物を研磨加工している状態を示す。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）の概略平面図であり、（Ｂ）は図２（Ｂ）の概略平面図である。
【図４】図１〜図３に示された砥石の断面図である。
【図５】図４の一部拡大断面図である。
【図６】図４における６−６線に沿う断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である研磨装置を示す側面図である。
【図８】図７に示された加工台を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の更に他の実施の形態である研磨装置を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の加工台を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０〜１０ｂ 研磨装置
１１ 加工台
１３ ワーク支持台
１４ ブラスト加工機
１５ 研磨加工機
１６ ワーク回転シャフト
１７ チャック
２１ 噴出口
２２ ノズル
２３ 砥石回転シャフト
２４ 砥石ホルダー
２５ 砥石
２６ 加工面
２７ 基端面
３１ 研磨層
３２ 砥石基部
３３ 流体流路
５５ 割り出し回転体
５６ ブラスト加工ステージ
５７ 研磨加工ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物の表面を研磨加工するための研磨技術に関し、特に平板状の被加工物の肉厚を薄くしつつ表面を鏡面仕上げする場合に適用して好適な研磨技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣやＬＳＩ等の半導体装置は、シリコン単結晶インゴットを切断機により切断して板状のシリコンウエハを形成し、シリコンウエハを基板（サブストレート）としてその表面に絶縁膜、半導体膜および金属膜等を積層して回路パターンを形成することにより製造されている。切断機においてはダイヤモンドカッターやワイヤソー等によりインゴットを切断しており、切断時にはシリコンウエハが破損しないようにするとともに、切断後のシリコンウエハの表面を鏡面仕上げするための研磨代を含めるため、半導体装置つまり半導体デバイスとして必要な厚み以上の板厚でシリコンウエハをインゴットから切断する必要がある。したがって、インゴットから切り出されたシリコンウエハは、表面を鏡面仕上げするとともに板厚を薄くするために研磨加工されている。
【０００３】
また、シリコンウエハの表面に回路パターンを形成するためには、シリコンウエハは酸化膜処理、リソグラフィー処理、およびイオン注入処理等の多数の処理プロセスにおいてシリコンウエハは所定の処理が行われており、これらの処理プロセスにおいてシリコンウエハが熱変形しないようにするために、半導体デバイスとして必要な厚み以上の板厚でシリコンウエハをそれぞれの処理プロセスに搬送するようにしている。したがって、表面に回路パターンが形成された後には、シリコンウエハの板厚を薄くするために裏面を研磨加工している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シリコンウエハ等のような脆性材料を砥石により回路形成前のシリコンウエハの表面を研磨加工したり、回路形成後のシリコンウエハの裏面を研磨加工したりするには、砥石によるシリコンウエハに対する押し付け力を大きくすると、シリコンウエハが破損することになるとともにシリコンウエハの内部に加工歪みが発生するので、押し付け力を大きくすることができず、押し付け力を大きくすることなく研磨加工を行う必要がある。このため、シリコンウエハを研磨加工するには、加工時間を長くする必要があり、研磨加工効率を向上させることが困難であった。
【０００５】
同様に、ガラス製のハードディスクを製造する場合には、ガラス製のサブストレートの表面に磁気記憶層を形成するようにしており、磁気記憶層を形成する前にはガラス製のサブストレートの表面を研磨加工しており、さらに、サファイヤをサブストレートとしてその表面にダイオード等の電子回路を積層形成する場合には、サファイヤ製の板材を研磨加工している。これらの脆性材料からなるサブストレートを研磨加工するには、砥石によりサブストレートに対して大きな押し付け力を加えることなく、研磨加工量を高めることができれば、短時間でサブストレートの加工を行うことができる。
【０００６】
本発明の目的は、被加工物の表面を短時間で効率的に研磨加工を行うことができるようにすることにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、被加工物に対して砥石から大きな押し付け力を加えることなく、効率的に研磨加工を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の研磨方法は、被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を微細な凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト工程と、前記ブラスト工程により粗面に加工された後の被加工面を砥石により研磨加工する研磨工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の研磨方法は、前記ブラスト工程と前記研磨工程とを複数回繰り返し前記研磨工程により研磨加工しつつ前記被加工面を鏡面に仕上げることを特徴とする。また、本発明の研磨方法は、回転する被加工物の被加工面の一部を粗面にブラスト加工すると同時に前記被加工面の他の一部を研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする。
【００１０】
本発明の研磨装置は、被加工物を支持して回転させるワーク支持台と、前記ワーク支持台に対向する加工台に設けられ、前記被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を微細な凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、前記加工台に回転自在に設けられた砥石を備え、前記粗面に加工された後の前記被加工面を研磨加工する研磨加工機とを有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の研磨装置は、前記ワーク支持台を前記ブラスト加工機と前記研磨加工機との間を移動自在とし、前記ワーク支持台を移動させて前記ブラスト加工機により粗面に加工された前記被加工面に連続的に前記研磨加工機により研磨加工することを特徴とする。
【００１２】
本発明の研磨装置は、前記ブラスト加工機に対向する位置に前記被加工物を対向させるブラスト加工ステージと、前記研磨加工機に前記被加工物を対向させる研磨加工ステージとを前記ワーク支持台に設け、別々の被加工物に前記ブラスト加工ステージでブラスト加工すると同時に前記研磨加工ステージで研磨加工し、前記ブラストステージで前記ブラスト加工機により粗面に加工された被加工物を前記研磨ステージで前記研磨加工機により連続的に研磨加工することを特徴とする。
【００１３】
本発明の研磨装置は、被加工物の一部を粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、ブラスト加工と同時に被加工物の他の一部を研磨加工する研磨加工機とを加工台に設け、被加工物の回転に伴って前記ブラスト加工機により粗面に加工された部分を前記研磨加工機により研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、被加工物の被加工面を、これに粉粒体を吹き付けて砥石加工面の表面荒さよりも粗い粗面にブラスト加工した後に、砥石により研磨加工するので、研磨加工時には被加工物に対して大きな押し付け力を加えることなく、短時間で大きな研磨量で被加工面を研磨加工することができる。研磨量が多い場合には、ブラスト加工と研磨加工とを複数回繰り返すことにより、短時間で所定の研磨加工を行うことができる。
【００１５】
本発明によれば、シリコンウエハ等の脆性材料からなる板状の被加工物の厚みを薄く研磨加工するとともに表面を鏡面に仕上げる場合に、被加工物には砥石から大きな押し付け力を加えることがないので、被加工物の内部に歪みを発生させることなく、効率的に研磨加工を行うことができる。
【００１６】
本発明によれば、加工台に設けられたブラスト加工機と研磨加工機とにワーク支持台により被加工物を移動させて１つの被加工物に対して連続的にブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良い。また、ブラスト加工機に対応させて被加工物を支持するブラスト加工ステージと、研磨加工機に対応させて被加工物を支持する研磨加工ステージとをワーク支持台に設けることにより、別々の被加工物に対して同時にブラスト加工と研磨加工とを行うことができる。さらに、１つの被加工物の被加工面の一部をブラスト加工し、他の一部を研磨加工することにより、１つの被加工物を同時にブラスト加工と研磨加工とを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である研磨装置を示す側面図であり、図２（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図１の研磨装置の正面図であり、図２（Ａ）は被加工物をブラスト加工している状態を示し、図２（Ｂ）は被加工物を研磨加工している状態を示す。図３（Ａ）は図２（Ａ）の概略平面図であり、図３（Ｂ）は図２（Ｂ）の概略平面図である。
【００１８】
図示する研磨装置１０は、図１に示すように、加工台１１とこの加工台１１に支持コラム１２を介して取り付けられるワーク支持台１３とを有している。図２に示すように、加工台１１にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが隣り合って設けられている。ワーク支持台１３にはワーク回転シャフト１６が上下方向（Ｚ方向）に移動自在に装着され、ワーク回転シャフト１６は図示しないモータに連結されて符号Ｒ１で示すように回転自在となっている。ワーク回転シャフト１６には被加工物Ｗを支持するチャック１７が設けられており、被加工物Ｗはチャック１７により支持されてワーク回転シャフト１６により回転駆動される。チャック１７は被加工物Ｗを吸着して保持するバキュームチャックとなっている。
【００１９】
ワーク支持台１３は支持コラム１２に水平方向に固定されたガイドレール１８に沿って水平方向（Ｘ方向）に移動自在に装着されており、図２（Ａ）に示すように、ワーク支持台１３をブラスト加工機１４に対向させる位置に移動させると、被加工物Ｗの被加工面Ｓはブラスト加工機１４に対向し、図２（Ｂ）に示すように、ワーク支持台１３を研磨加工機１５に対向させると被加工物Ｗの被加工面Ｓは研磨加工機１５に対向する。このように、ブラスト加工機１４と研磨加工機１５はワーク支持台１３の移動によりそれぞれワーク支持台１３に対向するようになっている。
【００２０】
ブラスト加工機１４は、図３に示すように、被加工物Ｗの直径にほぼ対応した長さのスリット状の噴出口２１が設けられたノズル２２を有し、このノズル２２の噴出口２１からは粉粒体が空気とともに被加工物Ｗに向けて噴出され、被加工物Ｗの被加工面Ｓは粉粒体によりブラスト加工され、被加工面は凹凸を有する粗面に加工される。
【００２１】
一方、研磨加工機１５は、図２に示すように、加工台１１には、符号Ｒ２で示すように、回転自在に砥石回転シャフト２３が取り付けられ、この砥石回転シャフト２３の先端に設けられた砥石ホルダー２４には円板形状の砥石２５が取り付けられるようになっている。砥石２５の一方の端面は被加工面Ｓを研磨加工する加工面２６になり、反対面は砥石ホルダー２４に固定される基端面２７になっており、ブラスト加工機１４により粗面に加工された被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。
【００２２】
図１〜図３に示す研磨装置による被加工物Ｗの研磨加工手順について説明すると以下の通りである。
【００２３】
例えば、表面側に回路パターンが形成されたシリコンウエハを被加工物Ｗとしてこれの裏面側を研磨加工してウエハの厚みを薄くするために裏面側を研磨加工する場合には、図示しないワークローディング装置により被加工物Ｗは裏面側が加工台１１を向くようにチャック１７に装着される。被加工物Ｗがチャック１７に装着されると、図２（Ａ）および図３（Ａ）に示すように、被加工物Ｗがブラスト加工機１４に対向するようにワーク支持台１３はブラスト加工機１４に対向する位置に移動される。この状態のもとで、ワーク回転シャフト１６を回転させながら、ブラスト加工機１４の噴出口２１から粉粒体を空気とともに被加工物Ｗに向けて噴出し、被加工物Ｗの被加工面Ｓを粉粒体によりブラスト加工する。これにより、被加工面Ｓはブラスト加工されて砥石２５の加工面２６の平坦度よりも粗い凹凸を有する粗面に加工される。
【００２４】
次いで、ワーク支持台１３を被加工物Ｗが研磨加工機１５に対向するように水平方向に移動するとともに被加工物Ｗの被加工面Ｓが砥石２５の加工面２６に接触するまでワーク支持台１３を下降移動させる。この状態のもとで、ワーク回転シャフト１６を回転させながら、砥石２５を回転させることにより、ブラスト加工機１４によりブラスト加工された被加工面Ｓは砥石２５により研磨加工される。研磨加工時には砥石２５と被加工物Ｗとの間には研磨液が供給される。このように、まずブラスト工程により粗面となった被加工面Ｓを砥石２５により研磨加工すると、砥石２５による被加工物Ｗに対する押し付け力を小さくしても、砥石２５の加工面２６の凹凸よりも粗い凹凸面にブラスト加工された被加工面Ｓを研磨加工するので、短時間で迅速に所定の研磨量で研磨加工することができる。しかも、押し付け力を小さくしても研磨加工することができるので、被加工物Ｗの内部に歪みを発生させることなく無歪みの研磨加工を行うことができる。
【００２５】
被加工物Ｗの被加工面Ｓを研磨加工により加工する量が多い場合には、ブラスト工程と研磨工程とを複数回繰り返すことにより、短時間で所望の厚みまで被加工物Ｗの厚みを薄くすることができる。繰り返す回数は研磨加工により除去する寸法によって任意に設定される。
【００２６】
砥石２５は砥粒と砥粒相互を連結する結合材とにより形成され、内部には微細な気孔が形成された多孔質体となっている。このように、砥石は硬質の粒子つまり砥粒を結合材で固めて形成される工具であり、砥石を用いた加工には、研削加工と研磨加工とがあり、習慣的には荒加工は研削加工と言われ、仕上げ加工は研磨加工と言われている。これらの加工は、砥石を被加工物に押し付けた状態のもとで砥石と被加工物とを相対的に移動させることによって被加工面を砥粒により多数の切りくずとして削り取る加工であって、両者は機能的には同義でありこの明細書では両者を含めて研磨加工と言い、研磨加工には砥石と被加工物との間に研磨液を供給する場合と研磨液を供給しない場合があるが、図示する場合には研磨液を供給するようにしている。
【００２７】
図４は図１〜図３に示された砥石２５の断面図であり、図５は図４の一部拡大断面図であり、図６は図４における６−６線に沿う断面図である。
【００２８】
砥石２５は、図５に示すように、加工面２６から所定の厚みｔの部分が研磨層３１であり、その下側の部分が砥石基部３２であり、砥石基部３２の厚み寸法はＴとなっている。砥石基部３２には図６に示すように同心円状に複数の流体流路３３が形成され、それぞれの流体流路３３を相互に連通させるためにそれぞれの流体流路３３に対して厚み方向に基端面２７側にずらして放射状に複数の流体流路３４が形成されている。さらにそれぞれの流体流路３４に連通する給排口３５が砥石基部３２の径方向中央部に外部に開口して形成されており、砥石２５を砥石ホルダー２４に取り付けると、砥石ホルダー２４に形成された流体流路３６に給排口３５が対向して連通するようになっている。したがって、それぞれの流体流路３３は流体流路３４および給排口３５を介して流体流路３６に連通する。
【００２９】
研磨層３１の厚みｔの部分と砥石基部３２のうち流体流路３３が形成された厚みｔ１の部分は、気孔が連通した開気孔(open pore)構造の多孔質体となっており、他の部分は気孔が閉じられた閉気孔(close pore)構造の多孔質体となっている。開気孔構造の多孔質体における気孔率は２０％以下であり、開気孔構造の多孔質体における気孔率は２０〜６０％となっている。このように、砥石基部３２の基端面２７側は閉気孔構造となっているので、流体流路３６から研磨液等の加圧流体を供給すると、閉気孔構造の砥石基部３２の外周面からは加圧流体は漏出することなく、開気孔構造の研磨層３１を加圧流体が透過して加圧流体は加工面２６に供給される。一方、流体流路３６に負圧供給源を連通させると、砥石基部３２の外周面からは外部の流体が浸入することなく、加工面２６に供給された研磨液は開気孔構造の研磨層３１を透過して給排口３５から排出される。ただし、砥石２５全体を開気孔構造の多孔質体により形成し、砥石２５のうち加工面２６以外の外面つまり基端面２７と外周面とを封孔処理し、これらの面からの流体の漏出と流入とを防止するようにしても良い。
【００３０】
図４に示すように、砥石２５は砥石ホルダー２４を介して研磨装置の砥石回転シャフト２３に取り付けられるようになっており、砥石回転シャフト２３を駆動する図示しないモータにより砥石２５は砥石ホルダー２４を介して回転駆動される。砥石回転シャフト２３に形成された流体案内流路３７は、ロータリジョイント３８を介して真空ポンプ４１に接続され、真空ポンプ４１とロータリジョイント３８とを接続する流体案内流路４２ａには流路開閉弁４３ａと圧力調整弁４４ａとが取り付けられている。したがって、流路開閉弁４３ａを開いた状態のもとで真空ポンプ４１を作動させると、研磨層３１の気孔は、流体案内流路３７を介して真空ポンプ４１に連通して大気圧よりも低い真空状態つまり負圧状態となり、砥石２５の加工面２６には外部から気孔内に周囲空気や液体が流入することになる。
【００３１】
ロータリジョイント３８には加圧ポンプ４５が接続され、加圧ポンプ４５とロータリジョイント３８とを接続する流体案内流路４２ｂには流路開閉弁４３ｂと圧力調整弁４４ｂとが取り付けられている。加圧ポンプ４５は容器４６内に収容された研磨液等の液体を加圧して吐出し、流路開閉弁４３ｂを開いた状態のもとで加圧ポンプ４５を作動させると、液体が流体案内流路３７を介して研磨層３１の気孔内に入り込んで加工面２６から流出することになる。
【００３２】
ワーク回転シャフト１６に設けられたチャック１７は、複数の吸気孔４７形成されたチャック板４８を有し、バキュームチャックとなっている。それぞれの吸気孔４７に連通する真空流路４９がワーク回転シャフト１６に形成されており、真空流路４９はロータリジョイント５０を介して真空ポンプ５１に接続され、真空ポンプ５１とロータリジョイント５０とを接続する真空供給路５２には流路開閉弁５３が取り付けられている。したがって、真空ポンプ５１を作動させて真空流路４９を大気圧よりも低い圧力にすると、吸気孔４７内に外部空気が流入して被加工物Ｗはチャック１７に真空吸着されて保持される。
【００３３】
図６に示すように、それぞれの流体流路３３は、径方向に等ピッチとなって形成され、加工面２６に沿う平面に分散して形成されているので、給排口３５から研磨液等の加圧流体を供給すると加工面２６全体から加圧流体が流出し、被加工物Ｗの被加工面Ｓと砥石２５の加工面２６との間には研磨液等の流体の流れが生成される。一方、給排口３５から負圧流体を供給すると加工面２６全体から外部の流体が研磨層３１内に浸入することになり、被加工物Ｗの被加工面Ｓと砥石２５の加工面２６との間には外部空気や研磨液等の流体の流れが生成される。
【００３４】
なお、流体流路３３の形状としては、図６に示すような同心円状に限られず、渦巻き状に連なった形状としても良く、格子状としても良い。渦巻き状ないし格子状に流体流路３３を形成すると、流体流路３３は全体的に連なった形状となるので、流体流路３４を設けることなく、流体流路３３に直接給排口３５を連通させることができる。
【００３５】
砥石２５を構成する砥粒としては、ダイヤモンドつまりダイヤモンド砥粒が使用されており、その平均粒径は０．１〜３００μｍとなっている。ただし、ダイヤモンドに代えて、立方晶窒化ホウ素(CBN)砥粒つまりCBNを使用するようにしても良く、ダイヤモンドとCBNとの混合物を使用するようにしても良く、さらには、炭化ケイ素SiCつまりGC、ムライト(3Al2O3-2SiO2)、または溶融アルミナAl2O3つまりWAの単体或いはこれらの混合体を使用するようにしても良い。砥石２５を構成する結合材としては、ビトリファイドボンドが使用されているが、それぞれの結合材としてはビトリファイドボンド以外に、レジノイドボンド、メタルボンド、電着ボンドなど種々のボンド材を使用することができる。
【００３６】
図７は本発明の他の実施の形態である研磨装置１０ａを示す側面図であり、図８は図７に示された加工台を示す平面図である。なお、図７および図８においては、上記研磨装置１０を構成する部材と共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。
【００３７】
図７に示すように、この研磨装置１０ａは、図１〜図３に示した研磨装置１０では加工台１１の上側にワーク支持台１３が設けられているのに対し、ワーク支持台１３の上側に加工台１１が設けられている。加工台１１には上述した研磨装置１０と同様に、ブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが隣り合って設けられており、図７に示す場合にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが加工台１１の下側に設けられている。
【００３８】
ワーク支持台１３には、割り出し回転体５５が回転自在に設けられており、この割り出し回転体５５には回転方向９０度毎に４つのワーク回転シャフト１６が設けられ、それぞれのワーク回転シャフト１６の先端には被加工物Ｗをそれぞれ支持するチャック１７が設けられている。この割り出し回転体５５を図８において矢印Ｒ３で示す方向に回転させるとすると、割り出し回転体５５のうち、ブラスト加工機１４に被加工物Ｗを対向させる位置がブラスト加工ステージ５６になり、研磨加工機１５に被加工物Ｗを対向させる位置が研磨加工ステージ５７になり、他の２つはアイドルステージ５８，５９になる。このように、ワーク支持台１３にはブラスト加工ステージ５６と研磨加工ステージ５７とが設けられているので、別々の被加工物Ｗにブラスト加工ステージ５６でのブラスト加工と、研磨加工ステージ５７での研磨加工とを同時に行うことができる。さらに、割り出し回転体５５を矢印Ｒ３方向に割り出し回転させると、ブラスト加工ステージ５６で粗面に加工された被加工物Ｗは研磨加工ステージ５７で粗面が研磨加工される。
【００３９】
それぞれのステージ５６〜５９に被加工物Ｗを配置した状態で割り出し回転体５５を一方向に回転させると、４枚の被加工物Ｗのうち２枚を同時に加工することができるとともに、ブラスト加工と研磨加工とをそれぞれの被加工物Ｗに対して所定回数繰り返すことができる。所定回数それぞれの加工を繰り返して所定の厚みとなった被加工物Ｗを例えばステージ５９から外部に搬出（アンローディング）し、全ての被加工物Ｗが外部に搬出されたら、ステージ５８から順次それぞれのチャック１７に新たな被加工物Ｗを搬入（ローディング）することができる。
【００４０】
図９（Ａ）は本発明の更に他の実施の形態である研磨装置１０ｂを示す正面図であり、図９（Ｂ）は図９（Ａ）の加工台１１を示す平面図である。なお、図９においては、上記研磨装置１０，１０ａを構成する部材と共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。この研磨装置１０ｂは、上述した研磨装置１０と同様に、加工台１１には支持コラム１２を介して加工台１１の上方に位置させてワーク支持台１３が配置されている。加工台１１にはブラスト加工機１４と研磨加工機１５とが上記研磨装置１０に示す場合よりも接近して設けられており、ワーク支持台１３のチャック１７に支持された被加工物Ｗはその一部がブラスト加工機１４により粗面にブラスト加工されると同時に被加工物Ｗの他の部分が研磨加工機１５により研磨加工される。したがって、被加工物Ｗをワーク回転シャフト１６により回転させると、ブラスト加工機１４により粗面に加工された被加工面は砥石２５により連続的に研磨加工されることになる。
【００４１】
上述のように、加工台１１とワーク支持台１３のいずれを上側としても良く、図１および図２に示すように１つの被加工物Ｗをブラスト加工機１４と研磨加工機１５との間で直線往復動させるようにしても良く、図７および図８に示すように複数の被加工物Ｗをワーク支持台１３に支持するようにしてブラスト加工ステージ５６と研磨加工ステージ５７とで同時に別々の被加工物Ｗを加工するようにしても良い。また、図９に示すように、１枚の被加工物Ｗに同時にブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良く、この場合には表裏両面を同時に加工するようにしても良い。さらに、一台の研磨加工機によりブラスト加工と研磨加工とを行うことなく、別々の加工機によりブラスト加工と研磨加工とを行うようにしても良い。
【００４２】
本発明は前記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する砥石２５は平坦な加工面２６が設けられて平面を研磨加工するためのディスク状の砥石であるが、ディスク状に代えてカップ状ないしリング状に砥石を形成し、その端面を加工面として平面研磨加工を行うようにしても良い。また、被加工物の円筒形状の外周面を加工する円筒研磨加工や、被加工物の円筒形状の内周面を加工する内面研磨加工を行うための砥石にも本発明を適用して、被加工物を研磨加工するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態である研磨装置を示す側面図である。
【図２】（Ａ）（Ｂ）はそれぞれ図１の研磨装置の正面図であり、（Ａ）は被加工物をブラスト加工している状態を示し、（Ｂ）は被加工物を研磨加工している状態を示す。
【図３】（Ａ）は図２（Ａ）の概略平面図であり、（Ｂ）は図２（Ｂ）の概略平面図である。
【図４】図１〜図３に示された砥石の断面図である。
【図５】図４の一部拡大断面図である。
【図６】図４における６−６線に沿う断面図である。
【図７】本発明の他の実施の形態である研磨装置を示す側面図である。
【図８】図７に示された加工台を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は本発明の更に他の実施の形態である研磨装置を示す正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の加工台を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０〜１０ｂ 研磨装置
１１ 加工台
１３ ワーク支持台
１４ ブラスト加工機
１５ 研磨加工機
１６ ワーク回転シャフト
１７ チャック
２１ 噴出口
２２ ノズル
２３ 砥石回転シャフト
２４ 砥石ホルダー
２５ 砥石
２６ 加工面
２７ 基端面
３１ 研磨層
３２ 砥石基部
３３ 流体流路
５５ 割り出し回転体
５６ ブラスト加工ステージ
５７ 研磨加工ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト工程と、
前記ブラスト工程により粗面に加工された後の被加工面を砥石により研磨加工する研磨工程とを有することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨方法において、前記ブラスト工程と前記研磨工程とを複数回繰り返し前記研磨工程により研磨加工しつつ前記被加工面を鏡面に仕上げることを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の研磨方法において、回転する被加工物の被加工面の一部を粗面にブラスト加工すると同時に前記被加工面の他の一部を研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
被加工物を支持して回転させるワーク支持台と、
前記ワーク支持台に対向する加工台に設けられ、前記被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、
前記加工台に回転自在に設けられた砥石を備え、前記粗面に加工された後の前記被加工面を研磨加工する研磨加工機とを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項４記載の研磨装置において、前記ワーク支持台を前記ブラスト加工機と前記研磨加工機との間を移動自在とし、前記ワーク支持台を移動させて前記ブラスト加工機により粗面に加工された前記被加工面に連続的に前記研磨加工機により研磨加工することを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項４記載の研磨装置において、前記ブラスト加工機に対向する位置に前記被加工物を対向させるブラスト加工ステージと、前記研磨加工機に前記被加工物を対向させる研磨加工ステージとを前記ワーク支持台に設け、別々の被加工物に前記ブラスト加工ステージでブラスト加工すると同時に前記研磨加工ステージで研磨加工し、前記ブラストステージで前記ブラスト加工機により粗面に加工された被加工物を前記研磨ステージで前記研磨加工機により連続的に研磨加工することを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
請求項４記載の研磨装置において、被加工物の一部を粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、ブラスト加工と同時に被加工物の他の一部を研磨加工する研磨加工機とを加工台に設け、被加工物の回転に伴って前記ブラスト加工機により粗面に加工された部分を前記研磨加工機により研磨加工し、前記被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする研磨装置。
【請求項１】
被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト工程と、
前記ブラスト工程により粗面に加工された後の被加工面を砥石により研磨加工する研磨工程とを有することを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
請求項１記載の研磨方法において、前記ブラスト工程と前記研磨工程とを複数回繰り返し前記研磨工程により研磨加工しつつ前記被加工面を鏡面に仕上げることを特徴とする研磨方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の研磨方法において、回転する被加工物の被加工面の一部を粗面にブラスト加工すると同時に前記被加工面の他の一部を研磨加工し、被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする研磨方法。
【請求項４】
被加工物を支持して回転させるワーク支持台と、
前記ワーク支持台に対向する加工台に設けられ、前記被加工物の被加工面に粉粒体を吹き付けて前記被加工面を凹凸を有する粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、
前記加工台に回転自在に設けられた砥石を備え、前記粗面に加工された後の前記被加工面を研磨加工する研磨加工機とを有することを特徴とする研磨装置。
【請求項５】
請求項４記載の研磨装置において、前記ワーク支持台を前記ブラスト加工機と前記研磨加工機との間を移動自在とし、前記ワーク支持台を移動させて前記ブラスト加工機により粗面に加工された前記被加工面に連続的に前記研磨加工機により研磨加工することを特徴とする研磨装置。
【請求項６】
請求項４記載の研磨装置において、前記ブラスト加工機に対向する位置に前記被加工物を対向させるブラスト加工ステージと、前記研磨加工機に前記被加工物を対向させる研磨加工ステージとを前記ワーク支持台に設け、別々の被加工物に前記ブラスト加工ステージでブラスト加工すると同時に前記研磨加工ステージで研磨加工し、前記ブラストステージで前記ブラスト加工機により粗面に加工された被加工物を前記研磨ステージで前記研磨加工機により連続的に研磨加工することを特徴とする研磨装置。
【請求項７】
請求項４記載の研磨装置において、被加工物の一部を粗面にブラスト加工するブラスト加工機と、ブラスト加工と同時に被加工物の他の一部を研磨加工する研磨加工機とを加工台に設け、被加工物の回転に伴って前記ブラスト加工機により粗面に加工された部分を前記研磨加工機により研磨加工し、前記被加工物の回転により粗面加工と研磨加工とを連続的に繰り返すことを特徴とする研磨装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１１８１２０（Ｐ２００７−１１８１２０Ａ）
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３１２３３５（Ｐ２００５−３１２３３５）
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（３９８０４６９２１）株式会社ナノテム (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年５月１７日（２００７．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１０月２７日（２００５．１０．２７）
【出願人】（３９８０４６９２１）株式会社ナノテム (11)
【Ｆターム（参考）】
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