JP3571559B2

JP3571559B2 - 平面研磨装置

Info

Publication number: JP3571559B2
Application number: JP34284698A
Authority: JP
Inventors: 幸男山口; 則之富川
Original assignee: Noritake Co Ltd
Current assignee: Noritake Co Ltd
Priority date: 1998-12-02
Filing date: 1998-12-02
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2018-12-02
Also published as: JP2000158323A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワークの一面を研磨定盤を用いて平坦に研磨するための平面研磨装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラップ盤、ラッピング装置、ポリッシング機などと称される平面研磨装置が知られている。このような平面研磨装置では、通常、垂直軸心まわりに回転駆動される研磨定盤の上面に設けられた平坦な研磨加工面にワークが摺接状態で保持され且つそのワークに荷重が掛けられた状態で回転（自転）させられることにより、そのワークの一面が平坦に研磨される。同時に、上記研磨加工面の一部に修正リングが載置され、その修正リングとの摩擦接触により研磨加工面が平坦に維持されるようになっている。
【０００３】
ところで、たとえばエレクトロニクス部品、オプトメカトロニクス部品などの技術分野に代表されるように、ワークの研磨加工に対する精度すなわち研磨面の平坦度に対する精度の要求が高くなると、上記研磨加工面の平坦度を計測して周期的に修正することが必要となってきた。このため、上記従来の平面研磨加工装置では、複数のダイヤルゲージを直線状に配列したバーを上記研磨加工面の径方向に載置してその研磨加工面の任意断面における二次元の表面形状を測定し、その二次元の表面形状が平坦となるように修正が行われていた。しかしながら、この修正方法では、研磨加工面の三次元形状が不明であるため、高精度平面研磨に必要な研磨加工面の三次元形状が平坦となるように修正することが困難であった。
【０００４】
これに対し、特開平２−９５７２号公報に記載されているように、研磨定盤の上面に架けわたした計測バーに複数個の距離センサを設け、研磨定盤の回転位置毎にその研磨加工面との間の距離を順次検出することにより研磨加工面の三次元形状を計測し、小径の回転砥石を先端に備えた旋回アームから構成された修正装置を用いて、計測された三次元形状の高い凸部分には上記回転砥石の圧接力を大きく、低い凸部分には上記回転砥石の圧接力を小さく制御することによりその研磨加工面の三次元形状が平坦となるように修正し、高精度平面研磨に必要な研磨加工面を得るようにした平面研磨装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の平面研磨装置では、修正装置の旋回アームの先端に設けられた回転砥石の接触位置およびその圧接力を制御することにより研磨定盤の平坦度を出すように構成されている。しかしながら、上記旋回アームの先端に設けられた回転砥石はそれを回転駆動するモータの出力軸との間で自在継手を介して連結されることから、回転砥石の回転軸心はミクロンオーダで言うと必ずしも研磨加工面に対して垂直とはならず、しかも、上記旋回アームはスプリングを介してその姿勢が固定されるようになっていて逃げが容易に発生するのできっちりと平坦にカットするための切り込み能力が乏しく、上記従来の平面研磨装置では実用的な形状修正能力が十分に得られなかった。
【０００６】
また、上記従来の平面研磨装置では、研磨定盤がその中央部を支持する回転軸を介してフレームに間接的に支持されていることから、ミクロンオーダで言うと、ワークを保持する保持部材やそれに荷重を加えるためのウエイトを研磨定盤の上に載置したときの荷重によって研磨定盤が変形するので、研磨加工面の表面形状の計測時には平坦であったとしても研磨加工時の研磨加工面は必ずしも十分に平坦な表面形状とはならなかった。
【０００７】
本発明は以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、研磨定盤の研磨加工面について高い平坦度が容易に得られ、高精度の平面研磨加工が可能となる平面研磨装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、回転する研磨定盤の研磨加工面に対してワークを摺接状態で保持することによりそのワークの一面を平坦に研磨する平面研磨装置であって、(a) フレームと、(b) そのフレームに設けられ、前記研磨定盤を回転可能に直接的に支持する回転支持装置と、(c) 前記研磨定盤の上方においてその研磨定盤の回転軸心に直交する状態で前記フレームに設けられた長手状の案内部材と、(d) 回転駆動される修正工具を備えてその案内部材に装着され、その案内部材により案内されてその研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面をその修正工具を用いて修正する回転式修正装置と、(e) 前記案内部材に装着され、その案内部材によって案内されて回転駆動される前記研磨定盤の研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面に接触してその研磨加工面の高さを検出する高さ位置センサと、 (f) 前記研磨定盤の回転位置を検出する回転位置センサと、 (g) 前記高さ位置センサおよび回転位置センサからの信号に基づいて、その研磨加工面全体の平坦度を算出する平坦度算出手段と、 (h) その平坦度算出手段により算出された研磨加工面全体の平坦度を三次元表示させる三次元表示手段とを、含むことにあります。
【０００９】
【発明の効果】
このようにすれば、回転駆動される修正工具を備えた回転式修正装置が、研磨定盤の上方においてその研磨加工面と平行な状態で前記フレームに設けられた長手状の案内部材に装着されて、その案内部材により案内されてその研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面が修正される。したがって、回転駆動される修正工具を備えた回転式修正装置が研磨定盤の上方においてその研磨定盤の回転軸心と直交する状態で前記フレームに設けられた長手状の案内部材に装着されてそれにより案内されるので、逃げが発生せず平坦にカットするための切り込み能力が高められて十分な形状修正能力が得られます。また、研磨定盤がフレームに設けられた回転支持装置により回転可能な状態で直接的に支持されているので、研磨定盤の表面形状が計測されているときとワークを保持する保持部材やそれに荷重を加えるためのウエイトが研磨定盤の上に載置されているときとの間の研磨定盤の表面形状の変形が極めて少なく、研磨加工時の研磨加工面は十分に平坦な表面形状となり、研磨定盤の研磨加工面について高い平坦度が容易に得られ、高精度の平面研磨加工が可能となります。しかも、上記案内部材に装着され、その案内部材によって案内されて回転駆動中の研磨定盤の研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面に接触してその研磨加工面の高さを検出する高さ位置センサと、前記研磨定盤の回転位置を検出する回転位置センサと、それら高さ位置センサおよび回転位置センサからの信号に基づいて、その研磨加工面全体の平坦度を算出する平坦度算出手段と、その平坦度算出手段により算出された研磨加工面全体の平坦度を三次元表示させる三次元表示手段とが備えられていることから、研磨定盤の研磨加工面全体の平坦度が算出され且つ表示されるので、その表示を見るだけで修正作業のための切れ込み量を簡単に決定或いは設定できる利点があります。
【００１０】
【発明の他の態様】
ここで、好適には、回転支持装置は、研磨定盤のうちその研磨加工面の裏面、、すなわち研磨定盤の裏面のうちその研磨加工面の内径から外径までの範囲に対応する位置を直接的に支持するものである。さらに好適には、研磨定盤の裏面のうちその研磨加工面の幅方向の中央部換言すれば径方向の中央部に対応する位置を直接的に支持するものである。このようにすれば、研磨定盤の表面形状が計測されているときとワークを保持する保持部材やそれに荷重を加えるためのウエイトが研磨定盤の上に載置されているときとの間の研磨定盤の表面形状の変形が一層少なくなる利点がある。
【００１１】
また、好適には、前記長手状の案内部材は、縦寸法が横寸法よりも大きい断面形状、さらに好適にはＩ字状の断面形状を備えて両端部が前記フレームに支持された部材であり、好適にはセラミックス製部材である。このようにすれば、長手状の案内部材の剛性が極めて高くなるので、前記回転式修正装置の研磨加工面に対する切れ込みが確実に得られるとともに、修正作業が一層高能率となる。
【００１２】
また、好適には、前記修正工具は、ダイヤモンド粒子が修正加工面に固着された円盤状の工具であり、前記回転式修正装置は、その修正工具を前記研磨定盤の回転軸心と平行な回転軸心まわりに回転させつつその研磨定盤の研磨加工面に摺接させるものである。このようにすれば、ダイヤモンド粒子を用いて研磨定盤の研磨加工面が修正されるので、一層、切れ込みが確実に得られるとともに修正作業が高能率となる。
【００１４】
【発明の好適な実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１、図２および図３は、本発明の一実施例の平面研磨装置１０の構成を示す図であって、図１は平面図、図２はワークを保持するための貼着板４６、ワーク自転駆動装置４８、ワーク公転駆動装置５０、操作盤１１０などを除いた正面図、図３は回転式修正装置７４などを除いた側面図である。
【００１５】
上記図１乃至図３において、フレーム（機枠）１２には、円板１４が軸受１６を介して垂直軸心まわりに回転可能に支持された状態で設けられており、その円板１４は、定盤駆動モータ１８により減速機２０を介して回転駆動される垂直な出力軸２２に連結されることにより回転駆動されるようになっている。上記円板１４の上には、内径Ｄ_１および外径Ｄ_２を有する平坦且つ円環状の研磨加工面（ラップ面、研磨平面）２４を備えた研磨定盤２６が固定されている。これにより、上記研磨加工面２４は、上記出力軸２２の回転軸心に直角な面内すなわち水平面内に位置させられ、上記定盤駆動モータ１８によって図１の矢印に示す方向へ回転駆動されるようになっている。上記研磨定盤２６は、平面研磨装置１０が遊離砥粒を用いて研磨する遊離砥粒型である場合には錫或いは銅などの軟質金属から構成され、平面研磨装置１０が固定砥粒を用いて研磨する固定砥粒型である場合にはたとえば特開平１０−２８６７５５号公報に記載された砥粒を含むラップ用砥石から構成される。
【００１６】
図４に詳しく示すように、上記円板１４は、出力軸２２が固定された下板３０と上記研磨定盤２６が固定された上板３２とが重ねられることにより構成されている。その出力軸２２の縦通穴３４内には冷却液排出パイプ３６が挿し入れられているとともに、それら下板３０と上板３２との間に冷却液路３８が設けられており、破線の矢印に示す方向に冷却液が循環させられることにより、研磨加工中においては上記上板３２に固定された研磨定盤２６が冷却されるようになっている。
【００１７】
上記円板１４を回転可能に支持する軸受１６は、研磨定盤２６の外径よりもやや小さい比較的大径の環状を成すローラ軸受であって、上記下板３２とフレーム１２に支持された軸受台４０との間に設けられている。この軸受１６はターレット盤に用いられるものと同様の高精度のものであり、研磨定盤２６が回転可能に高精度に支持されている。その軸受１６による支持位置は、前記研磨定盤２６の裏面であって研磨加工面２４に対応する場所、すなわち研磨定盤２６の裏面のうちその研磨加工面２４の内径から外径までの範囲に対応する位置、さらに正確には、研磨定盤２６の裏面のうちその研磨加工面２４の幅方向の中央部換言すれば径方向の中央部に対応する位置を直接的に支持している。上記研磨定盤２６は円板１４の厚みを介して軸受１６により支持されているが、その円板１４は鋳鉄或いは鋼のような剛性の高い材質で構成されているため、実質的には軸受１６により直接支持されている状態となっている。
【００１８】
上記研磨定盤２６の周囲には、上記フレーム１２に支持された台板４４、矩形板状の図示しないワークを下面に張り着けたワーク保持部材である円形の貼着板４６をその垂直な自転軸心Ａまわりに自転させるワーク自転駆動装置４８、そのワークの自転軸心Ａをそれに平行な所定の公転軸心Ｂまわりに駆動してワークを公転させるワーク公転駆動装置５０、研磨期間中において短円筒状の修正リング５２をその垂直な自転軸心Ｃまわりに回転駆動する修正リング回転駆動装置５４が、それぞれ設けられている。なお、図１の１点鎖線に示す位置は、他の貼付板４６が必要に応じて設けられる位置を示しており、図示しない上記と同様のワーク自転駆動装置およびワーク公転駆動装置によって自転および公転させられるようになっている。
【００１９】
上記ワーク自転駆動装置４８は、１対のローラ５６、５８を備え且つＸ方向およびＹ方向に移動可能に支持されたアーム部材６０と、一方のローラ５０を駆動してワークを図１の矢印に示すように前記研磨定盤２６と同じ回転方向で回転駆動する自転駆動モータ６２とから構成され、ワークを下面に張り着けた貼付板４６をその垂直な自転軸心Ａまわりに自転させる。また、上記ワーク公転駆動装置５０は、上記アーム部材６０を円運動させる公転駆動モータ６４と、その公転駆動モータ６４の出力軸において偏心した状態で設けられた図示しないローラをフレーム１２に対して位置固定に係合させる図示しない係合部材とを備え、そのアーム部材６０を円運動させることにより上記ワークを自転させつつ公転させる。
【００２０】
図５乃至図７に詳しく示すように、長手状の案内部材７０は、その両端部がフレーム１２に固定された１対の支持部材７２によって支持されることにより、研磨定盤２６の上方において架け渡された状態且つ略垂直な研磨定盤２６の回転軸心と直交する状態で前記フレーム１２に設けられている。すなわち、案内部材７０は、回転式修正装置７４を上記研磨定盤２６の回転軸心と直交する方向へ案内するために、その研磨定盤２６の回転軸心に平行な案内面とその回転軸心に直交する面向案内面とをその上下面と側面とに備えている。この長手状の案内部材７０は、縦寸法が横寸法よりも大きい断面形状であるＩ字状の断面形状を備えるとともに、アルミナ焼結体などのセラミックス製部材などの高剛性且つ熱変形し難い材質から構成されている。
【００２１】
図５乃至図７において、回転式修正装置７４は、研磨定盤２６の回転軸心に平行な軸心、或いは研磨加工面２４に対して垂直な軸心まわりに回転駆動される修正工具７６と、その修正工具７６を回転駆動する工具駆動モータ７８と、それら修正工具７６おおび工具駆動モータ７８が取り付けられた上下板７９の上下位置すなわち高さ位置を上下モータ８０を有する上下機構を用いて変更する上下動駆動装置８２と、その上下動駆動装置８２を支持するとともに前記案内部材７０が挿し通された本体８４とを備えており、上記案内部材７０に対してその長手方向の移動が可能に装着されている。回転式修正装置７４は、上記案内部材７０に沿って案内されると、その修正工具７６が研磨加工面２４をその径方向に横切るように構成されており、その横切る過程で、修正工具７６を研磨定盤２６の回転軸心と平行な回転軸心まわりに回転させつつその研磨定盤２６の研磨加工面２４に摺接させるようになっている。この修正工具７６は、円盤状を成し、研磨加工面２４に摺接する修正加工面にはダイヤモンド粒子が電着法によって固着されている。
【００２２】
修正工具移動装置８８は、フレーム１２に固定された送りモータ９０と、その送りモータ９０に連結されて前記案内部材７０の凹み内においてその高さ方向の中間部に回転可能に支持されたねじ軸９２と、前記本体８４に固設されてそのねじ軸９２に螺合されたナット９４とを備えており、研磨加工面２４の修正に際して上記回転式修正装置７４を案内部材７０に沿って移動させる。
【００２３】
図５、図６、図８に示すように、前記修正工具７６および工具駆動モータ７８が取り付けられ且つ上下動駆動装置８２により上下させられる上下板７９には、伸縮可能なロッド９８の先端に検出素子１００を備えて電磁弁ＭＶを通して圧縮空気が供給されたときにその検出素子１００を下降させて研磨定盤２６の研磨加工面２４に接触させてその研磨加工面２４の高さ位置を検出する高さ位置センサ１０２が、ブラケット１０４を介して設けられており、その検出素子１００が回転する研磨加工面２４に接触させられた状態でその研磨加工面２４の径方向に送られることにより、研磨加工面２４全体の高さ位置が検出されるようになっている。また、図４に示すように、位置固定の部材である減速機２０の出力軸２２と共に回転する歯車１０６が設けられており、その減速機２０に固定された回転位置センサ１０８によってその歯車１０６の歯が検出されることにより、上記研磨定盤２６の回転位置が検出されるようになっている。
【００２４】
フレーム１２に設けられた操作盤１１０内には、図９に示すような制御装置１１２が設けられている。この制御装置１１２には、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェースなどを含む所謂マイクロコンピュータであって、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って、キー入力装置１１６、高さ位置センサ１０２、回転位置センサ１０８からの入力信号を処理し、定盤駆動モータ１８、自転駆動モータ６２、公転駆動モータ６４、工具駆動モータ７８、上下モータ８０、送りモータ９０、電磁弁ＭＶ、画像表示装置１１４を制御する。たとえば、研磨加工起動操作が行われた場合には、上記制御装置１１２により、定盤駆動モータ１８、自転駆動モータ６２、公転駆動モータ６４がそれぞれ作動させられて研磨定盤２６が回転駆動されるとともに、貼着板４６に貼り付けられたワークが自転および公転させられることにより、ワークの研磨が行われる。
【００２５】
以下、上記制御装置１１２の制御作動の要部を、図１０および図１１に示すフローチャートに従って説明する。図１０は研磨定盤２６の平坦度を自動的に測定するための平坦度測定ルーチンを示し、図１１は研磨定盤２６の研磨加工面２４を自動的に修正するための修正ルーチンを示している。
【００２６】
図１０のＳＡ１では、研磨定盤２６の平坦度を測定するための起動操作が行われたか否かがたとえばキー入力装置１１６からの信号に基づいて判断される。このＳＡ１の判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられる。しかし、肯定された場合には、研磨定盤２６の平坦度を自動的に測定するための一連の作動が開始される。先ず、ＳＡ２では、定盤駆動モータ１８が作動させられて研磨定盤２６が回転駆動される。続くＳＡ３では、送りモータ９０および電磁弁ＭＶが作動させられることにより高さ位置センサ１０２が移動させられると同時にそのロッド９８が延ばされてその先端の検出素子１００が研磨加工面２４の外周側端部に接触させられる。次いで、ＳＡ４では、送りモータ９０がさらにゆっくり正転させられて上記高さ位置センサ１０２がその検出素子１００が研磨加工面２４に接触させられた状態で研磨加工面２４の中心に向かって移動させられる。そして、ＳＡ５では、上記検出素子１００が研磨加工面２４の内周側端部に到達すると、上記定盤駆動モータ１８の作動および研磨定盤２６の回転が停止されるとともに、電磁弁ＭＶにより高さ位置センサ１０２のロッド９８が短縮させられて検出素子１００が研磨加工面２４から離隔させられ、且つ送りモータ９０が逆転させられて高さ位置センサ１０２が図５、図６に示す元位置に復帰させられる。
【００２７】
次いで、ＳＡ６では、上記検出素子１００が研磨加工面２４に接触させられた状態で送られる過程で得られた、高さ位置センサ１０２からの高さ信号と回転位置センサ１０８からの回転位置信号とに基づいて、研磨加工面２４全体の平坦度が算出される。そして、ＳＡ７では、ＳＡ６において算出された研磨加工面２４全体の平坦度に基づいて、図１２に示す三次元の平坦度および／または図１３に示す二次元の平坦度を画像表示装置１１４に表示させる。その二次元の平坦度は、キー入力装置１１６により操作によって、研磨定盤２６の測定形状表示場所が任意に選択される。図１３は、図１２の「１」に示す場所の測定形状を示している。本実施例では、上記ＳＡ６が平坦度算出手段に対応し、上記ＳＡ７が三次元表示手段に対応している。
【００２８】
図１１のＳＢ１では、研磨定盤２６の平坦度を修正するための起動操作が行われたか否かが、たとえばキー入力装置１１６からの信号に基づいて判断される。このＳＢ１の判断が否定された場合は本ルーチンが終了させられる。しかし、肯定された場合には、研磨定盤２６の平坦度を自動的に修正するための一連の作動が開始される。先ず、ＳＢ２では、研磨定盤２６の平坦度を修正するために予め設定された修正工具７６の切り込み量が読み込まれる。この切り込み量は、たとえば図１０の平坦度測定動作により測定された研磨加工面２４の表面の凹凸の差分の最大値であり、手動または自動的に設定される。
【００２９】
次いで、ＳＢ３では、定盤駆動モータ１８が作動させられて研磨定盤２６が回転駆動されるとともに、工具駆動モータ７８が作動させられて修正工具７６が回転駆動される。続いて、ＳＢ４では、上下モータ８０が作動させられて修正工具７６が下降させられる。この修正工具７６の下降位置は、上記ＳＢ２において読み込まれた切り込み量を実現するために算出された位置、またはたとえば数μｍ程度の若干の付加値をそれに加えた位置である。すなわち修正工具７６の刃先位置が、研磨加工面２４の表面の凹部と同等の高さ位置またはそれよりも付加値だけ下回る位置とされるのである。
【００３０】
続いて、ＳＢ５では、送りモータ９０が作動させられることにより回転式修正装置７４が研磨加工面２４の外周側から内周側へ送られて、修正工具７６の刃先が研磨加工面２４の表面を削りながら研磨加工面２４の回転中心に向かってゆっくりと移動させられる。この研磨加工面２４の修正期間は、研磨加工面２４の径に応じた５乃至２０分程度に設定される。そして、その修正工具７６が研磨加工面２４の内周側端部に到達すると、ＳＢ６において、定盤駆動モータ１８の作動および研磨定盤２６の回転が停止されるとともに、上下モータ８０が逆転作動させられて修正工具７６が上昇させられて研磨加工面２４から離隔させられ、且つ送りモータ９０が逆転させられて回転式修正装置７４が図５、図６に示す元位置に復帰させられる。
【００３１】
そして、ＳＢ７において、図１０のＳＡ２乃至ＳＡ７と同様の平坦度測定ルーチンが実行されて、修正後の研磨加工面２４の表面形状が測定され、且つ図１４の三次元の平坦度および／または図１５に示す二次元の平坦度が画像表示装置１１４に表示される。これにより、作業者は、修正後の研磨加工面２４の表面形状を確認する。
【００３２】
上述のように、本実施例によれば、研磨加工面２４に対して垂直な軸心まわりに回転駆動される修正工具７６を備えた回転式修正装置７４が、研磨定盤２６の上方においてその研磨加工面２４と平行な状態でフレーム１２に設けられた長手状の案内部材７０に装着され、その案内部材７０により案内されてその研磨加工面２４を径方向に横切る過程でその研磨加工面２４が修正される。すなわち、修正工具７６は研磨加工面２４に対して垂直な軸心まわりに回転駆動されるとともにその修正工具７６を備えた回転式修正装置７４が研磨定盤２６の上方においてその研磨加工面２４と平行な状態でフレーム１２に設けられた長手状の案内部材７０に装着されてそれにより案内されるので、修正工具７６の逃げが発生せず平坦にカットするための切り込み能力が高められて十分な形状修正能力が得られる。また、研磨定盤２６がフレーム１２に設けられた軸受（回転支持装置）１６により回転可能な状態で直接的に支持されているので、研磨定盤２６の表面形状が計測されているときとワークを保持する貼着板（保持部材）４６やそれに荷重を加えるためのウエイトが研磨定盤２６の上に載置されている研磨期間との間の研磨定盤２６の表面形状の変形が極めて少なく、研磨加工時の研磨加工面２４は十分に平坦な表面形状となる。すなわち、研磨定盤２６の研磨加工面２４について高い平坦度が容易に得られ、高精度の平面研磨加工が可能となるのである。
【００３３】
また、本実施例によれば、軸受（回転支持装置）１６は、研磨定盤２６のうちその研磨加工面２４の裏面、すなわち研磨定盤２６の裏面のうちその研磨加工面２４の内径から外径までの範囲に対応する位置を直接的に支持するものである。さらに好適には、研磨定盤２６の裏面のうちその研磨加工面２４の幅方向の中央部換言すれば径方向の中央部に対応する位置を直接的に支持するものである。このため、研磨定盤２６の表面形状が計測されているときとワークを保持する貼着板４６やそれに荷重を加えるためのウエイトが研磨定盤２６の上に載置されているときとの間の研磨定盤２６の表面形状の変形が一層少なくなる利点がある。
【００３４】
また、本実施例によれば、長手状の案内部材７０は、縦寸法が横寸法よりも大きい断面形状すなわちＩ字状の断面形状を備えて両端部が１対の支持部材７２を介してフレーム１２に支持されたセラミックス製部材であることから、その案内部材７０の剛性が極めて高くなるので、回転式修正装置７４の研磨加工面２４に対する切れ込みが確実に得られるとともに、修正作業が一層高能率となる。
【００３５】
また、本実施例によれば、修正工具７６は、ダイヤモンド粒子が修正加工面に固着された円盤状の工具であり、回転式修正装置７４は、その修正工具７６を研磨定盤２６の回転軸心と平行な回転軸心まわりに回転させつつその研磨定盤２６の研磨加工面２４に摺接させるものであることから、ダイヤモンド粒子を用いて研磨定盤２６の研磨加工面２４が修正されるので、一層、切れ込みが確実に得られるとともに修正作業が高能率となる。
【００３６】
また、本実施例によれば、案内部材７０に装着され、その案内部材７０によって案内されて研磨定盤２６の研磨加工面２４を径方向に横切る過程でその研磨加工面２４に接触してその研磨加工面２４の高さを検出する高さ位置センサ１０２と、研磨定盤２６の回転位置を検出する回転位置センサ１０８と、それら高さ位置センサ１０２および回転位置センサ１０８からの信号に基づいて、その研磨加工面２４全体の平坦度を算出する平坦度算出手段（ＳＡ６）と、その平坦度算出手段（ＳＡ６）により算出された研磨加工面全体の平坦度を三次元表示させる三次元表示手段（ＳＡ７）とが設けられていることから、研磨定盤２６の研磨加工面２４全体の平坦度が自動的に算出され且つ画像表示装置１１４に表示されるので、その表示を見るだけで修正作業のための切れ込み量を簡単に決定或いは設定できる利点がある。
【００３７】
以上、本発明の一実施例を図面を用いて説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
【００３８】
たとえば、前述の実施例の案内部材７０は、略Ｉ字形状の断面を備えたものであったが、矩形断面などの他の形状であっても差し支えない。また、前述の案内部材７０は、セラミックス製であったが、鋳鉄などから構成されても差し支えない。要するに、十分な剛性が得られる形状や材質であればよいのである。
【００３９】
また、前述の実施例において、研磨定盤２６を回転可能に直接的に支持する回転支持装置としてローラ軸受１６が用いられていたが、たとえばメタル軸受などであっても差し支えない。要するに、平坦度測定時と研磨時との間で研磨定盤２６の変形が発生しないように研磨定盤２６を回転可能に支持するものであればよいのである。
【００４０】
また、前述の実施例の高さ位置センサ１０２は、回転式修正装置７４が取り付けられる上下板７９に設けられて案内部材７０に沿って移動させられていたが、その案内部材７０とは独立に設けられた案内機構或いは送り機構によって研磨下降面２４の径方向に移動させられるものであっても差し支えない。
【００４１】
また、前述の実施例の回転式修正装置７４では、その円盤状の修正工具７６が研磨定盤２６の回転軸心に平行な軸心まわりに回転駆動されていたが、必ずしもその回転軸心に平行な軸心まわりに回転駆動されていなくてもよい。たとえば上記修正工具７６がテーパ状の修正面を備えたものである場合には、その修正面のテーパ角の１／２の角度を９０度から差し引いた角度だけその回転軸心が傾斜させられる。
【００４２】
なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々の変更が加えられ得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の平面研磨装置を示す平面図である。
【図２】図１の平面研磨装置の正面図であって、ワークを保持するための貼着板、ワーク自転駆動装置、ワーク公転駆動装置、操作盤などを除いて示す図である。
【図３】図１の平面研磨装置側面図であって、回転式修正装置などを除いて示す図である。
【図４】図１の平面研磨装置の研磨定盤支持機構を説明するためのその側面を拡大した図であって、一部を切り欠いて示す図である。
【図５】図１の平面研磨装置の案内部材により案内される回転式修正装置などを説明するためにその正面を拡大して示す正面図である。
【図６】図１の平面研磨装置の案内部材により案内される回転式修正装置などを説明するためにその平面を拡大して示す平面図である。
【図７】図１の平面研磨装置の案内部材により案内される回転式修正装置などを説明するための断面図である。
【図８】図１の平面研磨装置の研磨定盤の研磨加工面を測定するための高さ位置センサの構成を説明する図である。
【図９】図１の平面研磨装置を制御する制御装置の電気的構成を説明する図である。
【図１０】図１の制御装置の制御作動の要部であって、平坦度測定ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１１】図１の制御装置の制御作動の要部であって、修正ルーチンを説明するフローチャートである。
【図１２】図１０の平坦度測定ルーチンが実行されることにより測定された、修正前の平坦度を示す三次元表示例を示す図である。
【図１３】図１０の平坦度測定ルーチンが実行されることにより測定された、修正前の平坦度を示す二次元表示例を示す図である。
【図１４】図１０の平坦度測定ルーチンが実行されることにより測定された、修正後の平坦度を示す三次元表示例を示す図である。
【図１５】図１０の平坦度測定ルーチンが実行されることにより測定された、修正後の平坦度を示す二次元表示例を示す図である。
【符号の説明】
１０：平面研磨装置
１２：フレーム
１６：軸受（回転支持装置）
２４：研磨加工面
２６：研磨定盤
７０：案内部材
７４：回転式修正装置
７６：修正工具
１０２：高さ位置センサ
１０８：回転位置センサ
ＳＡ６：平坦度算出手段
ＳＡ７：三次元表示手段

Claims

回転する研磨定盤の研磨加工面に対してワークを摺接状態で保持することにより該ワークの一面を平坦に研磨する平面研磨装置であって、
フレームと、
そのフレームに設けられ、前記研磨定盤を回転可能に直接的に支持する回転支持装置と、
前記研磨定盤の上方においてその研磨定盤の回転軸心に直交する状態で前記フレームに設けられた長手状の案内部材と、
回転駆動される修正工具を備えてその案内部材に装着され、その案内部材により案内されてその研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面をその修正工具を用いて修正する回転式修正装置と、
前記案内部材に装着され、その案内部材によって案内されて回転駆動される前記研磨定盤の研磨加工面を径方向に横切る過程でその研磨加工面に接触してその研磨加工面の高さを検出する高さ位置センサと、
前記研磨定盤の回転位置を検出する回転位置センサと、
前記高さ位置センサおよび回転位置センサからの信号に基づいて、その研磨加工面全体の平坦度を算出する平坦度算出手段と、
該平坦度算出手段により算出された研磨加工面全体の平坦度を三次元表示させる三次元表示手段と
を、含むことを特徴とする平面研磨装置。
前記回転支持装置は、研磨定盤のうちその研磨加工面の裏面を支持するものである請求項１の平面研磨装置。
前記案内部材は、略Ｉ字型の断面形状を備えたセラミックス製部材である請求項１または２の平面研磨装置。
前記修正工具は、ダイヤモンドが修正加工面に固着された円盤状の工具であり、前記回転式修正装置は、その回転修正工具を前記研磨定盤の回転軸心と平行な回転軸心まわりに回転させつつその研磨定盤の研磨加工面に摺接させるものである請求項１乃至３のいずれかの平面研磨装置。