JP2002224938A - Grinding device and grinding method for plate shape workpiece - Google Patents

Grinding device and grinding method for plate shape workpiece

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JP2002224938A
JP2002224938A JP2001018725A JP2001018725A JP2002224938A JP 2002224938 A JP2002224938 A JP 2002224938A JP 2001018725 A JP2001018725 A JP 2001018725A JP 2001018725 A JP2001018725 A JP 2001018725A JP 2002224938 A JP2002224938 A JP 2002224938A
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polishing
plate
quartz glass
pressing
load
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Takeshi Miyagawa
Yasushi Oishi
Hideo Tsushima
恭史 大石
毅 宮川
秀男 対馬
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Toshiba Corp
株式会社東芝
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a grinding device and grinding method for plate shape workpieces, which permits stable quality and high grinding to be obtained in grinding processes for side end faces and corners of plate shape workpieces by controlling the pressing load and applying stable load. SOLUTION: The grinding device is provided with a suction head 11 which holds rotatably a plate shape workpiece that is a quartz glass G, a Z axis travel mechanism 15 which drives the suction head vertically together with the quartz glass, an abrasive pad 2 which puts contact with and grind the quartz glass driven downward by the Z axis travel mechanism, and a cylinder 10 for pressing load which presses the quartz glass against the abrasive pad with a prescribed load.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、板状部材として、
たとえば半導体製造用のフォトマスクとして用いられる
石英ガラスの側端面および角部を研磨するための研磨装
置と、その研磨方法に関する。
[0001] The present invention relates to a plate-like member,
For example, the present invention relates to a polishing apparatus and a polishing method for polishing side end surfaces and corners of quartz glass used as a photomask for manufacturing a semiconductor.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば、半導体製造用のフォトマスク
として用いられる石英ガラスを成形するのに、石英ガラ
スの側端面および角部を研磨して、ここに付着するゴミ
を除去する工程が必要である。上記石英ガラスは、所定
の板厚を有する矩形状のガラス板材からなっており、板
状部材とも呼ばれる。
2. Description of the Related Art For example, in order to form quartz glass used as a photomask for manufacturing semiconductors, it is necessary to polish side edges and corners of quartz glass to remove dust adhering thereto. . The quartz glass is made of a rectangular glass plate having a predetermined plate thickness, and is also called a plate member.
【0003】図7に、従来の石英ガラス側端面および角
部を研磨する研磨装置を示す。上記石英ガラスGは、吸
着ヘッドa上に吸着固定されていて、この吸着ヘッドa
は支持台b上面から突出する支軸cの端部に取付けられ
る。上記支持台bには上記支軸cと所定間隔を存して駆
動モータdが配置され、この駆動モータdと支軸cとは
適宜な機構を介して連結される。
FIG. 7 shows a conventional polishing apparatus for polishing an end face and a corner portion on the quartz glass side. The quartz glass G is fixed by suction on a suction head a.
Is attached to the end of the support shaft c protruding from the upper surface of the support b. A drive motor d is disposed on the support base b at a predetermined interval from the support shaft c, and the drive motor d and the support shaft c are connected via an appropriate mechanism.
【0004】上記支持台bは、たとえばエアーシリンダ
の作動杆eに取付け固定され、この作動杆eの軸方向に
沿って進退駆動されるようになっている。また、エアー
シリンダ作動杆eの突出方向において研磨パッドKが配
置されていて、この研磨パッドKの研磨面は吸着ヘッド
a上の石英ガラスG側端面に対向している。
[0004] The support base b is attached and fixed to, for example, an operating rod e of an air cylinder, and is driven forward and backward along the axial direction of the operating rod e. A polishing pad K is arranged in the projecting direction of the air cylinder operating rod e, and a polishing surface of the polishing pad K is opposed to an end surface of the suction head a on the quartz glass G side.
【0005】上記石英ガラスGの側端面を研磨するに
は、エアーシリンダ作動杆eを突出して石英ガラスG側
端面を研磨パッドKの研磨面に押し当てる。そのうえ
で、研磨パッドKを回転駆動することにより、研磨がな
される。
In order to polish the side end surface of the quartz glass G, the air cylinder operating rod e is projected and the end surface of the quartz glass G side is pressed against the polishing surface of the polishing pad K. Then, the polishing is performed by rotating the polishing pad K.
【0006】この石英ガラスGの全ての側端面の研磨が
終了したあと、角部の研磨に移る。このときは、エアー
シリンダeのエアーを抜いて押付け力を除去する。そし
て、駆動モータdに通電して吸着ヘッドaとともに石英
ガラスGを回動させる。
[0006] After the polishing of all the side end faces of the quartz glass G is completed, the process proceeds to the polishing of the corners. At this time, the pressing force is removed by removing the air from the air cylinder e. Then, the drive motor d is energized to rotate the quartz glass G together with the suction head a.
【0007】同時に、研磨パッドKを回転駆動すること
により、石英ガラスGの角部が徐々に研磨面に接して研
磨される。エアーシリンダeのエアー圧が無いので、石
英ガラスG角部の研磨パッドK研磨面への接触を保持し
ながら支持台bごと後退する。すなわち、エアーシリン
ダeの押付け方向の摺動抵抗だけで、研磨パッドKに対
する石英ガラスGの押付け荷重を制御することになる。
At the same time, by rotating the polishing pad K, the corners of the quartz glass G gradually come into contact with the polishing surface and are polished. Since there is no air pressure in the air cylinder e, the support b is retracted together with the polishing pad K polishing surface at the corner of the quartz glass G. That is, the pressing load of the quartz glass G against the polishing pad K is controlled only by the sliding resistance of the air cylinder e in the pressing direction.
【0008】石英ガラスGを45°回動したところで、
この角部の頂点が研磨面に接触する。これ以降は、エア
ーシリンダeの摺動抵抗が石英ガラスGの押付け力とし
て作用しないので、モータeの駆動を停止する。結局、
角部の残り45°(半分)は研磨されないことになる。
When the quartz glass G is turned by 45 °,
The vertex of this corner contacts the polishing surface. Thereafter, the driving of the motor e is stopped because the sliding resistance of the air cylinder e does not act as a pressing force for the quartz glass G. After all,
The remaining 45 ° (half) of the corner will not be polished.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このような研磨装置で
は、石英ガラスGの回転モーメントとエアーシリンダe
の摺動抵抗が研磨時の押付け荷重に関係する。しかしな
がら、実際にはエアーシリンダeの摺動抵抗だけで押付
け荷重の数値管理をなし、微妙で精度の高い管理を行う
ことができず信頼性が低い。
In such a polishing apparatus, the rotational moment of the quartz glass G and the air cylinder e
Is related to the pressing load at the time of polishing. However, in practice, the numerical control of the pressing load is performed only by the sliding resistance of the air cylinder e, and delicate and highly accurate control cannot be performed, so that the reliability is low.
【0010】すなわち、石英ガラスGの角部を研磨する
際に、この石英ガラスを回動駆動しながら行うので、研
磨パッドKに対して回転モーメントが発生する。この回
転モーメントは研磨パッドKを押して回そうとする力で
あり、エアーシリンダeの押付け方向の摺動抵抗に加算
された荷重として研磨パッドKに加わる。
That is, when the corner portion of the quartz glass G is polished, the quartz glass is rotated while being driven, so that a rotational moment is generated with respect to the polishing pad K. This rotational moment is a force that pushes and rotates the polishing pad K, and is applied to the polishing pad K as a load added to the sliding resistance of the air cylinder e in the pressing direction.
【0011】そのため、研磨パッドKに対する荷重が常
に変動し、研磨精度が不安定となる。また、実際には石
英ガラスGを研磨パッドKに押付けていないので、一度
に角部の半分づつしか研磨できず、作業性が悪い。
As a result, the load on the polishing pad K constantly fluctuates, and the polishing accuracy becomes unstable. In addition, since the quartz glass G is not actually pressed against the polishing pad K, only half of the corners can be polished at a time, resulting in poor workability.
【0012】たとえば、本出願人が出願した特開平2−
279275号公報には、研磨制御の数値データに基づ
いて研磨機構の研磨工具の位置決めを行い、この研磨工
具により被研磨材を研磨する数値制御の研磨装置が開示
されているが、ここでは非球面および自由曲面形状に対
する研磨として最適であり、上述の石英ガラスGの側端
面および角部の研磨に対応するにはコストの面で適さな
い。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 279275 discloses a numerically controlled polishing apparatus that positions a polishing tool of a polishing mechanism based on numerical data of polishing control and polishes a material to be polished by the polishing tool. It is most suitable for polishing the shape of a free-form surface, and is not suitable in terms of cost to cope with the above-mentioned polishing of the side end face and the corner of the quartz glass G.
【0013】本発明は上述の課題を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、板状部材の
側端面と角部の研磨にあたって、板状部材の研磨手段に
対する押付け荷重を管理し、安定した荷重をかけること
により、品質が安定し、かつ高い研磨精度を得られる板
状部材の研磨装置および研磨方法を提供しようとするも
のである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to reduce the pressing load of a plate-like member against a polishing means in polishing a side end face and a corner of the plate-like member. An object of the present invention is to provide a polishing apparatus and a polishing method for a plate-shaped member, which can stabilize quality and obtain high polishing accuracy by controlling and applying a stable load.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】上記目的を満足するため
請求項1の発明は板状部材の研磨装置であり、板状部材
を支持する支持手段と、上記板状部材を研磨する研磨手
段と、上記支持手段と上記研磨手段を相対的に移動させ
る移動手段と、上記研磨手段に対して上記板状部材を所
定の押付け荷重で押付ける加圧手段とを具備したことを
特徴とする。
In order to satisfy the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is an apparatus for polishing a plate-like member, comprising: support means for supporting the plate-like member; and polishing means for polishing the plate-like member. A moving means for relatively moving the supporting means and the polishing means; and a pressing means for pressing the plate-like member against the polishing means with a predetermined pressing load.
【0015】請求項2として、請求項1記載の研磨装置
において上記支持手段は、板状部材を吸着保持する吸着
パッドと、この吸着パッドを回動駆動する第1のモータ
および、これら吸着パッドと第1のモータを取付けたレ
バーを備え、上記移動手段は、上記レバーの水平姿勢を
保持するガイド体と、このガイド体ごとレバーを駆動す
る第2のモータを備えたことを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, in the polishing apparatus according to the first aspect, the support means includes a suction pad for holding the plate-shaped member by suction, a first motor for rotating the suction pad, and the suction pad. A lever provided with a first motor is provided, and the moving means includes a guide body for holding the lever in a horizontal posture, and a second motor for driving the lever together with the guide body.
【0016】上記目的を満足するため請求項3の発明は
板状部材の研磨装置であり、板状部材を回動自在に支持
する支持手段と、上記板状部材を研磨する研磨手段と、
上記支持手段と上記研磨手段を相対的に昇降駆動する昇
降手段と、この昇降手段および支持手段が載設され、こ
れら昇降手段および支持手段をX−Y軸方向に移動する
XY軸移動手段と、上記板状部材を所定の押付け荷重で
研磨手段に押付ける加圧手段とを具備したことを特徴と
する。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a polishing apparatus for a plate-like member, the supporting means rotatably supporting the plate-like member, a polishing means for polishing the plate-like member,
An elevating means for driving the elevating means relative to the supporting means and the polishing means, and an XY axis moving means on which the elevating means and the supporting means are mounted, and which moves the elevating means and the supporting means in the XY axis directions; And a pressing means for pressing the plate-like member against the polishing means with a predetermined pressing load.
【0017】請求項4として、請求項3記載の板状部材
の研磨装置において上記支持手段は、板状部材の側端面
が研磨手段の研磨面に接するよう板面を垂直方向に向け
て支持し、かつ板厚方向に斜めに向けた姿勢に変位自在
としたことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the apparatus for polishing a plate-like member according to the third aspect, the supporting means supports the plate surface in a vertical direction such that a side end surface of the plate-like member is in contact with a polishing surface of the polishing means. And can be freely displaced to a posture obliquely directed in the plate thickness direction.
【0018】請求項5として、請求項3記載の板状部材
の研磨装置において上記加圧手段は、その中間部に支点
を介して回動自在に支持され、一端部に上記支持手段を
介して上記板状部材が取付けられるシーソー構造のアー
ムと、このアームの他端部に掛止され上記研磨手段に対
する板状部材の押付け荷重を設定する押付け荷重シリン
ダとを具備したことを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, in the apparatus for polishing a plate-like member according to the third aspect, the pressing means is rotatably supported at an intermediate portion via a fulcrum, and is provided at one end via the supporting means. An arm having a seesaw structure to which the plate-shaped member is attached, and a pressing load cylinder which is hooked to the other end of the arm and sets a pressing load of the plate-shaped member against the polishing means.
【0019】請求項6として、請求項3記載の板状部材
の研磨装置において上記XY軸移動手段は、上記研磨手
段の作用時に、研磨手段が板状部材の同一位置で研磨を
継続しないよう、板状部材をXY方向に移動変位するこ
とを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the apparatus for polishing a plate-like member according to the third aspect, the XY-axis moving means is arranged so that the polishing means does not continue polishing at the same position of the plate-like member when the polishing means operates. The plate member is moved and displaced in the X and Y directions.
【0020】請求項7として、請求項5記載の板状部材
の研磨装置において上記シーソー構造のアーム端部と押
付け荷重シリンダとの間に、上記加圧手段の押付け荷重
を検知する検知手段を備え、この検知手段の検知信号を
受けて加圧手段にフィードバックし、この押付け荷重を
制御する制御手段を備えたことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the plate-like member polishing apparatus according to the fifth aspect, a detecting means for detecting the pressing load of the pressing means is provided between the arm end of the seesaw structure and the pressing load cylinder. And a control means for receiving the detection signal of the detection means and feeding it back to the pressurizing means to control the pressing load.
【0021】上記目的を満足するため請求項8の発明は
板状部材の研磨方法であり、一端部に吸着ヘッドを介し
て板状部材が吸着保持され、他端部に押付け荷重シリン
ダが掛止されるシーソー構造のアームに対し、このアー
ムが水平になるように上記押付け荷重シリンダからアー
ムに荷重をかけ、板状部材に対する押付け荷重を軽減す
る工程と、上記アームを駆動降下し、上記板状部材の側
端面を研磨パッドに当接する工程と、上記押付け荷重シ
リンダの押付け荷重を、板状部材側端面研磨の設定値に
変更調整する工程と、この板状部材をXY軸方向に揺動
変位させ、研磨パッドを回転駆動して板状部材の側端面
を研磨する工程と、板状部材の側端面の研磨後に、上記
押付け荷重シリンダの押付け荷重を板状部材角部研磨の
設定値に切換える工程と、上記板状部材をXY軸方向に
沿って位置補正し、さらに回動してZ軸方向の位置補正
をなし、研磨パッドに対する板状部材角部の接触位置を
設定して上記アームを水平姿勢に保持する工程と、この
板状部材をXY軸方向に揺動変位させ、研磨パッドを回
転駆動して板状部材の角部を研磨する工程とを具備した
ことを特徴とする。
In order to satisfy the above object, the invention of claim 8 is a polishing method for a plate-like member, wherein the plate-like member is suction-held at one end via a suction head, and a pressing load cylinder is hooked at the other end. Applying a load to the arm from the pressing load cylinder so that the arm is horizontal with respect to the arm having a seesaw structure to reduce the pressing load on the plate-like member; A step of contacting the side end surface of the member with the polishing pad, a step of changing the pressing load of the pressing load cylinder to a set value of the plate member side end surface polishing, and a swing displacement of the plate member in the XY axis directions. Rotating the polishing pad to polish the side end surface of the plate member, and after polishing the side end surface of the plate member, switching the pressing load of the pressing load cylinder to a set value of the plate member corner portion polishing. The position of the plate member is corrected along the X and Y axes, and the position is corrected in the Z axis by rotating the plate member. The method includes a step of maintaining a horizontal posture and a step of oscillatingly displacing the plate-like member in the X and Y-axis directions and rotating and driving a polishing pad to grind a corner of the plate-like member.
【0022】このような課題を解決する手段を採用する
ことにより、請求項1ないし請求項8の発明によれば、
板状部材の側端面と角部の研磨にあたって、板状部材の
研磨手段に対する押付け荷重を管理し、安定した荷重を
かけることにより、品質が安定し、かつ高い研磨精度を
得られる。
According to the first to eighth aspects of the present invention, by adopting means for solving the above problems,
In polishing the side end face and the corner of the plate-shaped member, by controlling the pressing load of the plate-shaped member against the polishing means and applying a stable load, the quality is stable and high polishing accuracy can be obtained.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
にもとづいて説明する。図1は、第1の実施の形態にお
ける研磨装置を概略的に示した外観の斜視図である。こ
の研磨装置に入る前の工程として、ガラスブロックから
所定の厚さにカットし、面取りなどを行い、石英ガラス
Gの原形状を決める工程がある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an external perspective view schematically showing a polishing apparatus according to the first embodiment. As a step before entering the polishing apparatus, there is a step of cutting the glass block to a predetermined thickness, performing chamfering and the like, and determining an original shape of the quartz glass G.
【0024】研磨装置として、装置架台1の上面に研磨
パッド(研磨手段)2が研磨面2aを上面に向けた状態
で支持される。この研磨パッド2は装置架台1内に配置
される図示しない第1のモータに連結され、回転駆動さ
れるようになっている。
As a polishing apparatus, a polishing pad (polishing means) 2 is supported on an upper surface of an apparatus mount 1 with a polishing surface 2a facing the upper surface. The polishing pad 2 is connected to a first motor (not shown) arranged in the apparatus base 1 and is driven to rotate.
【0025】研磨パッド2と所定間隔を存した位置に支
柱部3が立設されていて、この上端部にZ軸モータ(第
2のモータ)4が取付けられる。Z軸モータ4の回転軸
にボールねじ部5が設けられ、ガイド体6を介して支持
されるベース基板7の図示しないねじ孔部に螺合してい
る。これら支柱部3からベース基板7でZ軸移動機構部
(移動手段,昇降手段)15が構成される。
A column 3 is provided upright at a position spaced from the polishing pad 2 by a predetermined distance, and a Z-axis motor (second motor) 4 is attached to the upper end thereof. A ball screw portion 5 is provided on a rotation shaft of the Z-axis motor 4 and is screwed into a screw hole (not shown) of a base substrate 7 supported via a guide body 6. A Z-axis moving mechanism (moving means, elevating means) 15 is composed of the support 3 and the base substrate 7.
【0026】このZ軸移動機構部15は、蟻溝付きガイ
ド体8を備えている。すなわち、上記ベース基板7の表
面側には蟻溝付きガイド体8の固定部8aが設けられ、
ここに移動自在に嵌め込まれる移動部8bにはレバー9
の一端部が取付け固定される。このレバー9の他端部
は、装置架台1上面と並行に延出される。
The Z-axis moving mechanism 15 includes a dovetailed guide 8. That is, a fixing portion 8a of the guide body 8 with a dovetail groove is provided on the surface side of the base substrate 7,
The moving part 8b movably fitted here has a lever 9
Is attached and fixed. The other end of the lever 9 extends in parallel with the upper surface of the device gantry 1.
【0027】さらに、上記ベース基板7の表面側には、
作動杆10aを下方に延出させた押付け荷重シリンダ
(加圧手段)10が取付けられている。この作動杆10
aの中間部にロードセルRが設けられ、かつ先端部は上
記レバー9の裏面側中間部に設けられる固定片9aに取
付け固定される。すなわち、上記レバー9はロードセル
Rを介して押付け荷重シリンダ10の作動杆10a先端
部に連結されることになる。
Further, on the front side of the base substrate 7,
A pressing load cylinder (pressing means) 10 having the operating rod 10a extended downward is attached. This operating rod 10
A load cell R is provided at an intermediate portion of the lever 9a, and a tip portion is attached and fixed to a fixing piece 9a provided at an intermediate portion on the back side of the lever 9. That is, the lever 9 is connected to the tip of the operating rod 10a of the pressing load cylinder 10 via the load cell R.
【0028】上記レバー9の一側端部には駆動モータ1
1が取付けられていて、この回転軸に吸着ヘッド12が
設けられ、被研磨材としての板状部材である石英ガラス
Gが吸着支持される。これらレバー9と吸着ヘッド12
および駆動モータ11とで支持機構(支持手段)13が
構成される。
The drive motor 1 is provided at one end of the lever 9.
1, a suction head 12 is provided on the rotation shaft, and a quartz glass G, which is a plate-like member as a material to be polished, is suction-supported. These lever 9 and suction head 12
The drive mechanism 11 and the drive motor 11 constitute a support mechanism (support means) 13.
【0029】このようにして構成される研磨装置であ
り、以下に研磨方法を説明する。Z軸モータ4を駆動し
てボールねじ部5を回転駆動し、ベース基板7を下降さ
せる。そして、石英ガラスGの側端面が研磨パッド2の
研磨面2aに当接したら、Z軸モータ4の駆動を停止し
てベース基板7の下降の停止をなす。この状態では、石
英ガラスGの研磨パット2に対する押付け荷重が「0」
である。
This is a polishing apparatus configured as described above, and a polishing method will be described below. The Z-axis motor 4 is driven to rotate the ball screw portion 5 to lower the base substrate 7. Then, when the side end surface of the quartz glass G comes into contact with the polishing surface 2a of the polishing pad 2, the driving of the Z-axis motor 4 is stopped to stop the lowering of the base substrate 7. In this state, the pressing load of the quartz glass G against the polishing pad 2 is “0”.
It is.
【0030】つぎに、押付け荷重シリンダ10を制御
し、石英ガラスGの研磨すべき側端面部位に応じた必要
な押付け荷重を設定して、石英ガラスGを研磨パッド2
の研磨面2aに押付ける。
Next, the pressing load cylinder 10 is controlled to set a necessary pressing load according to the side end surface portion of the quartz glass G to be polished, and the quartz glass G is applied to the polishing pad 2.
Pressed against the polishing surface 2a.
【0031】この状態を保持して研磨パッド2を回転駆
動し、研磨面2aに当接する石英ガラスGの側端面を研
磨する。所定時間研磨パッド2を回転駆動することによ
り、その側端面の研磨が終了する。
While maintaining this state, the polishing pad 2 is rotationally driven to polish the side end surface of the quartz glass G which is in contact with the polishing surface 2a. By rotating the polishing pad 2 for a predetermined time, polishing of the side end surface is completed.
【0032】つぎに、Z軸モータ4を逆転駆動して一旦
レバー9を上昇させ、所定位置において駆動モータ11
を駆動し、回転軸に取付けられる吸着ヘッド12を所定
角度回動して石英ガラスGの他の側端面を水平姿勢に保
持する。
Next, the Z-axis motor 4 is driven in the reverse direction to raise the lever 9 once, and the drive motor 11 is moved at a predetermined position.
And the suction head 12 attached to the rotating shaft is rotated by a predetermined angle to hold the other side end surface of the quartz glass G in a horizontal posture.
【0033】再びレバー9を降下させ石英ガラスGの側
端面を研磨パッド2の研磨面2aに当接して、上述した
ように押付け荷重シリンダ10において所定の押付け荷
重を設定する。その押付け荷重を保持して、研磨パッド
2を回転駆動して石英ガラスG側端面を研磨する。この
ようにして、各側端面の研磨をなす。
The lever 9 is again lowered to bring the side end surface of the quartz glass G into contact with the polishing surface 2a of the polishing pad 2, and a predetermined pressing load is set in the pressing load cylinder 10 as described above. While maintaining the pressing load, the polishing pad 2 is rotationally driven to polish the end face on the quartz glass G side. In this manner, the polishing of the side end surfaces is performed.
【0034】つぎに、石英ガラスGの角部の研磨を行う
ため、Z軸モータ4を作用させて一旦レバー9を上昇さ
せ、同時に駆動モータ11を駆動して吸着ヘッド12と
ともに石英ガラスGを徐々に回動させる。
Next, in order to polish the corners of the quartz glass G, the lever 9 is once raised by operating the Z-axis motor 4 and at the same time the drive motor 11 is driven to gradually remove the quartz glass G together with the suction head 12. To rotate.
【0035】この状態で、押付け荷重シリンダ10を作
動して必要な荷重をかけながら研磨パッド2を回転駆動
し、石英ガラスGの角部の研磨をなす。レバー9は蟻溝
付きガイド体8によって水平を確実に保持されながら上
昇するので、石英ガラスGの角部が同一精度を持って研
磨面2aに接することになる。
In this state, the polishing pad 2 is driven to rotate while applying a necessary load by operating the pressing load cylinder 10 to polish the corners of the quartz glass G. Since the lever 9 rises while being held horizontally by the dovetailed guide body 8, the corner of the quartz glass G comes into contact with the polishing surface 2a with the same accuracy.
【0036】押付け荷重シリンダ10の作動を停止した
状態で石英ガラスGを研磨ヘッド2に押付けたとき、吸
着ヘッド12、駆動モータ11、レバー9およびガイド
体移動部8bの合計重量が自重として研磨ヘッド2にか
かる。
When the quartz glass G is pressed against the polishing head 2 in a state where the operation of the pressing load cylinder 10 is stopped, the total weight of the suction head 12, the driving motor 11, the lever 9, and the guide body moving part 8b is determined to be its own weight. It takes two.
【0037】したがって、この場合は、自重(合計重
量)のみが荷重となって、押付け荷重が「0」の状態で
ある。そのうえで、押付け荷重シリンダ10が必要な荷
重をかけるので、荷重数値の制御が可能である。
Therefore, in this case, only the own weight (total weight) is the load, and the pressing load is "0". In addition, since the pressing load cylinder 10 applies a necessary load, the load value can be controlled.
【0038】しかも、ベース基板7とレバー9との間に
蟻溝付きガイド体8を備えていて、レバー9を介して石
英ガラスGのZ軸方向以外の位置変動を確実に規制し、
Z軸の位置制御の精度を高く保持できる。
In addition, a guide body 8 having a dovetail groove is provided between the base substrate 7 and the lever 9, and the positional change of the quartz glass G other than in the Z-axis direction is reliably restricted via the lever 9.
High accuracy of Z-axis position control can be maintained.
【0039】図2は、第2の実施の形態における研磨装
置の、概略な外観を示す斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view showing a schematic appearance of a polishing apparatus according to the second embodiment.
【0040】装置架台20上には、石英ガラス供給部2
1と、研磨パッド(研磨手段)22と、ヘッド部23お
よびスライドテーブル24が載設され、装置架台20内
部には研磨液タンク25が収容されている。
The quartz glass supply unit 2 is placed on the apparatus mount 20.
1, a polishing pad (polishing means) 22, a head unit 23 and a slide table 24 are mounted, and a polishing liquid tank 25 is accommodated inside the apparatus mount 20.
【0041】上記石英ガラス供給部21は、矩形状の板
状部材である石英ガラスGを積層して収容し、かつ順次
1枚づつ上記ヘッド部23に供給する機構を備えてい
る。上記研磨パッド22は装置架台20内に配置される
図示しない駆動モータに連結されており、その上面側が
研磨面22aである。
The quartz glass supply section 21 has a mechanism for laminating and housing quartz glass G, which is a rectangular plate member, and sequentially supplying the quartz glass G to the head section 23 one by one. The polishing pad 22 is connected to a drive motor (not shown) disposed in the apparatus gantry 20, and the upper surface thereof is a polishing surface 22a.
【0042】上記ヘッド部23は、石英ガラス供給部2
1から供給された石英ガラスGを吸着して板面を垂直方
向に向ける吸着ヘッド(支持手段)26を備えている。
そして、この吸着ヘッド26は、吸着した石英ガラスG
の板面を垂直方向に向けた状態で、周方向に360°回
転駆動する機構と、かつ板厚方向に垂直姿勢から斜めに
傾けた姿勢まで回動駆動する機構に支持されている。
The head section 23 is provided with the quartz glass supply section 2.
1 is provided with a suction head (support means) 26 for sucking the quartz glass G supplied from 1 and turning the plate surface in the vertical direction.
Then, the suction head 26 is provided with the quartz glass G
Are supported by a mechanism that rotates 360 ° in the circumferential direction with the plate surface oriented vertically, and a mechanism that rotates from a vertical position in the plate thickness direction to an inclined position.
【0043】上記吸着ヘッド26は、装置架台20上面
と並行に延出されるアーム27の一端に取付けられる。
このアーム27の中途部には支点部28が設けられ、さ
らに吸着ヘッド26とは反対側端部には押付け荷重シリ
ンダ29の作動部が連結される。これらアーム27と押
付け荷重シリンダ29とで加圧機構(加圧手段)30が
構成される。
The suction head 26 is attached to one end of an arm 27 extending in parallel with the upper surface of the apparatus gantry 20.
A fulcrum 28 is provided in the middle of the arm 27, and an operating part of a pressing load cylinder 29 is connected to an end opposite to the suction head 26. The arm 27 and the pressing load cylinder 29 constitute a pressure mechanism (pressure means) 30.
【0044】このヘッド部23は、上記スライドテーブ
ル24によってX−Y−Z方向に移動自在に支持されて
いる。すなわち、スライドテーブル24は、装置架台2
0上に直接配置され、X方向に移動変位させるX軸移動
機構部(X軸移動手段)31を備えている。このX軸移
動機構部31にはY軸移動機構部(Y軸移動手段)32
が跨設され、X方向とは直交する方向であるY方向に移
動変位させる。
The head section 23 is supported by the slide table 24 so as to be movable in the XYZ directions. In other words, the slide table 24 is
An X-axis moving mechanism (X-axis moving means) 31 is disposed directly on the X-axis and moves and displaces in the X direction. The X-axis moving mechanism 31 includes a Y-axis moving mechanism (Y-axis moving means) 32.
Is straddled and displaced in the Y direction, which is a direction orthogonal to the X direction.
【0045】そして、Y軸移動機構部32上に押付けシ
リンダSとロードセルRを備えたZ軸移動機構部(昇降
手段)33が立設されていて、ここに取付けられるヘッ
ド部23をZ方向である上下方向に移動変位自在であ
る。
A Z-axis moving mechanism (lifting means) 33 having a pressing cylinder S and a load cell R is erected on the Y-axis moving mechanism 32, and the head unit 23 attached thereto is moved in the Z direction. It can be moved and displaced in a certain vertical direction.
【0046】したがって、ヘッド部23に備えられる吸
着ヘッド26は、上記スライドテーブル24を構成する
X,Y,Z軸移動機構部31,32,33の作用によっ
てXYZ方向に移動制御されるようになっている。
Accordingly, the suction head 26 provided in the head section 23 is controlled to move in the XYZ directions by the action of the X, Y, Z axis moving mechanism sections 31, 32, 33 constituting the slide table 24. ing.
【0047】このようにして構成される研磨装置は、図
5(A)に示すような、たとえば半導体製造用のフォト
マスクとして用いられる石英ガラスGを研磨するのに最
適である。
The polishing apparatus constructed as described above is most suitable for polishing, for example, a quartz glass G used as a photomask for semiconductor manufacturing as shown in FIG.
【0048】すなわち、この石英ガラスGには、平面と
直交する側端面であるF面を4面備えている。図5
(B)にも示すように、各F面と平面とに沿って面取り
されるC面が、F面の上下部にあるので、C面は計8面
ある。また、これらF面とC面との境界をCF面とよ
び、各側端面の上下に2面づつあるので、計8面ある。
That is, this quartz glass G is provided with four F surfaces which are side end surfaces orthogonal to the plane. FIG.
As shown in (B), the C-plane chamfered along each F-plane and the plane is at the upper and lower portions of the F-plane, so that there are a total of eight C-planes. The boundary between the F plane and the C plane is called a CF plane, and there are two planes above and below each side end face, so that there are a total of eight planes.
【0049】再び図5(A)に示すように、各F面の側
端相互が交わる部位、すなわち角部に形成される面をR
F面と呼んでいて、これが4面ある。そして、仕様によ
っては、各C面の側端相互が交わる角部において20数
度に削成されるノッチ面を備えていて、ここでは2面あ
る。このノッチ面を除くC面の角部をRC面と呼び、6
面(8面−2面)ある。石英ガラスGにおける側端面と
角部の各面を全て合計すると32面となり、後述する研
磨装置は各面を順次研磨するよう設定されている。
As shown in FIG. 5A again, a portion where the side ends of each F surface cross each other, that is, a surface formed at a corner is R
It is called the F side, and there are four sides. And, depending on the specification, a notch surface cut at more than 20 degrees is provided at a corner where the side ends of each C surface intersect each other, and there are two notches here. The corner of the C plane excluding the notch plane is called the RC plane,
Plane (8 planes-2 planes). The side end surface and the corner portion of the quartz glass G are all 32 surfaces in total, and a polishing apparatus described later is set to sequentially polish each surface.
【0050】上記研磨装置は、以下に述べるように作用
する。なお、研磨の前工程として石英ガラスGの位置決
めがあり、これを石英ガラス供給部21で行う。すなわ
ち、石英ガラス供給部21から供給された石英ガラスG
の中心部を吸着ヘッド26が吸着するために、XY方向
の位置決めをなす。位置決めされた石英ガラスGを吸着
ヘッド26が吸着把持し、研磨位置まで搬送する。
The above-described polishing apparatus operates as described below. Note that positioning of the quartz glass G is performed as a pre-process of polishing, and this is performed by the quartz glass supply unit 21. That is, the quartz glass G supplied from the quartz glass supply unit 21
Is positioned in the X and Y directions so that the suction head 26 sucks the central portion. The positioned quartz glass G is suction-held by the suction head 26 and transported to the polishing position.
【0051】石英ガラスGを研磨パッド22の上方部位
へ搬送したら、石英ガラスGの研磨すべき側端面を研磨
パッド22の研磨面22aに沿うよう吸着ヘッド26を
回動駆動する。つぎに、Z軸移動機構部33を駆動し
て、石英ガラスGを下降させ、この側端面を研磨パッド
22の研磨面22aに接触させる。
After the quartz glass G is conveyed to a position above the polishing pad 22, the suction head 26 is rotated so that the side end surface of the quartz glass G to be polished is along the polishing surface 22 a of the polishing pad 22. Next, the Z-axis moving mechanism 33 is driven to lower the quartz glass G, and this side end surface is brought into contact with the polishing surface 22 a of the polishing pad 22.
【0052】この状態で、研磨パッド22を回転駆動し
て石英ガラスGの側端面を研磨する。研磨中に、X軸移
動機構部31とY軸移動機構部32を制御駆動して、石
英ガラスGを平面XY軸方向に微小な揺動駆動をなす。
In this state, the polishing pad 22 is rotationally driven to polish the side end surface of the quartz glass G. During polishing, the X-axis moving mechanism section 31 and the Y-axis moving mechanism section 32 are controlled and driven, and the quartz glass G is slightly rocked in the plane XY axis direction.
【0053】したがって、研磨パッド22の研磨面22
aに対する石英ガラスG側端面の位置が常に変動し、研
磨面全面を均一的に使用して、この局部的な摩耗を阻止
することとなる。
Therefore, the polishing surface 22 of the polishing pad 22
The position of the end face on the side of the quartz glass G with respect to a constantly fluctuates, and this local wear is prevented by uniformly using the entire polished surface.
【0054】石英ガラスGにおける、先に説明したF面
やC面およびCF面などの側端面を研磨する際、および
ノッチ面を研磨する際は、石英ガラスGを一定の高さに
保持して研磨を行うので、Z軸移動機構部33は停止さ
せている。
When polishing the side end surfaces of the quartz glass G such as the F surface, the C surface, and the CF surface, and the polishing of the notch surface, the quartz glass G is held at a certain height. Since the polishing is performed, the Z-axis moving mechanism 33 is stopped.
【0055】また、RF面やRC面などの角部で、しか
もR状面を研磨する際は、研磨中の面が常に一定の高さ
になるように、石英ガラスGの回動に合わせてZ軸移動
機構部33を作動し上下方向の位置を制御する。
Further, when polishing the corners such as the RF surface and the RC surface, and the R-shaped surface, the surface being polished is always kept at a constant height in accordance with the rotation of the quartz glass G. The Z-axis movement mechanism 33 is operated to control the vertical position.
【0056】上記アーム27は、その中間に設けられる
支点部28が支持されているので、一端側の吸着ヘッド
26に吸着固定される石英ガラスGと、他端側の押付け
荷重シリンダ29とがシーソーの関係になっている。
Since the arm 27 supports a fulcrum portion 28 provided in the middle thereof, the quartz glass G sucked and fixed to the suction head 26 at one end and the pressing load cylinder 29 at the other end are connected to a seesaw. Is in a relationship.
【0057】したがって、押付け荷重シリンダ29がア
ーム27に対して荷重をかけることで、吸着ヘッド26
を介して石英ガラスGから研磨パッド22の研磨面22
aにかかる押付け荷重を制御できる。
Therefore, when the pressing load cylinder 29 applies a load to the arm 27, the suction head 26
Surface of the polishing pad 22 from the quartz glass G through the
The pressing load applied to a can be controlled.
【0058】なお具体的に説明すれば、たとえばF面の
研磨と、このF面の終了後にRF面を研磨するには、以
下に述べるようになる。図3(A)に模式的に示す(以
下同じ)ように、はじめ、レバー27が水平になるよう
に押付け荷重シリンダ29における荷重を設定する。こ
の状態で、レバー27を介して石英ガラスGを研磨パッ
ド22に押付ける押付け荷重が「0」である。なお、押
付け荷重シリンダ29が作用しない場合は、自重で上記
ヘッド部23が降下して自重分の押付け荷重がかかるこ
とは先に説明した通りである。
More specifically, for example, polishing of the F surface and polishing of the RF surface after the completion of the F surface will be described below. As shown schematically in FIG. 3A (the same applies hereinafter), first, the load on the pressing load cylinder 29 is set such that the lever 27 is horizontal. In this state, the pressing load for pressing the quartz glass G against the polishing pad 22 via the lever 27 is “0”. As described above, when the pressing load cylinder 29 does not act, the head portion 23 descends by its own weight and a pressing load corresponding to its own weight is applied.
【0059】図3(B)に示すように、上記Z軸移動機
構部33を駆動しアーム27を下降させて、石英ガラス
Gの研磨すべきF面が研磨パッド22の研磨面に当接し
たところで下降を停止する。そして、押付け荷重シリン
ダ29の荷重設定を研磨荷重であるF面設定値に上げ
る。
As shown in FIG. 3B, the Z-axis moving mechanism 33 was driven to lower the arm 27 so that the F surface of the quartz glass G to be polished came into contact with the polishing surface of the polishing pad 22. Stop descent by the way. Then, the load setting of the pressing load cylinder 29 is increased to the F-plane set value which is the polishing load.
【0060】この状態で研磨パッド22を回転駆動する
とともに、X軸移動機構部31とY軸移動機構部32を
駆動して石英ガラスGをXY軸方向に揺動し、研磨パッ
ド22に対する位置を変えることで、石英ガラスGの研
磨が効果的に行われる。
In this state, the polishing pad 22 is driven to rotate, and at the same time, the X-axis moving mechanism 31 and the Y-axis moving mechanism 32 are driven to swing the quartz glass G in the XY-axis directions, so that the position with respect to the polishing pad 22 is adjusted. By changing, the polishing of the quartz glass G is effectively performed.
【0061】所定時間経過後、図3(C)に示すよう
に、押付け荷重シリンダ29の押付け荷重をRF面設定
値に切換える。そして、吸着ヘッド26を徐々に回動し
て石英ガラスGの回動変位をなす。このとき、回転角に
よるZ方向の変位量を求め、その変位量に合わせてZ軸
移動機構部33を駆動して石英ガラスGの上下位置を補
正制御する。
After a predetermined time has elapsed, the pressing load of the pressing load cylinder 29 is switched to the RF surface set value as shown in FIG. Then, the suction head 26 is gradually rotated to make a rotational displacement of the quartz glass G. At this time, the amount of displacement in the Z direction due to the rotation angle is obtained, and the Z-axis moving mechanism 33 is driven in accordance with the amount of displacement to correct and control the vertical position of the quartz glass G.
【0062】これによりアーム27は常に水平状態を保
持でき、しかも研磨パッド22は石英ガラスGの回転モ
ーメント荷重の影響を受けることがなく、石英ガラスG
のRF面を一定の荷重で研磨する。
Thus, the arm 27 can always be kept horizontal, and the polishing pad 22 is not affected by the rotational moment load of the quartz glass G.
Is polished with a constant load.
【0063】吸着ヘッド26を90°回動して、石英ガ
ラスGのRF面の研磨を終了した後、シーソー構造とな
っているアーム27の水平状態を保持するよう押付け荷
重シリンダ29の荷重を設定し、荷重「0」の状態に戻
す。
After the suction head 26 is rotated by 90 ° to finish the polishing of the RF surface of the quartz glass G, the load of the pressing load cylinder 29 is set so as to maintain the horizontal state of the arm 27 having the seesaw structure. Then, the state is returned to the state of the load “0”.
【0064】そして、先に説明した押付け荷重をF面設
定値に上げる工程から順次、RF面設定値に切換え、か
つZ軸移動機構部33による上下位置を制御しながら研
磨するまでの工程を3回繰り返えす。
From the step of increasing the pressing load to the F-plane set value described above, the process of sequentially switching to the RF plane set value and performing polishing while controlling the vertical position by the Z-axis moving mechanism 33 is performed in three steps. Repeat several times.
【0065】そのあと、再び図3(A)の状態に戻っ
て、Z軸移動機構部33がヘッド部23を上昇させるこ
とにより、その石英ガラスGの全てのF面およびRF面
に対する研磨が終了する。
After that, returning to the state of FIG. 3A again, the Z-axis moving mechanism 33 raises the head 23 so that polishing of all the F and RF surfaces of the quartz glass G is completed. I do.
【0066】このように、シーソー構造としたアーム2
7を介して押付け荷重シリンダ29により押付け荷重を
かける。実際には、エアーシリンダのエアー圧力を制御
することで荷重制御をなす。
Thus, the arm 2 having the seesaw structure
A pressing load is applied by the pressing load cylinder 29 via the switch 7. Actually, load control is performed by controlling the air pressure of the air cylinder.
【0067】シーソー構造の利点として、バランス調整
により押付け荷重シリンダ29の推力が設定研磨荷重相
当でよいこと、また、スライド式に比較してシール抵抗
が少ないために、低荷重制御に対応できるなどの特徴が
ある。
The advantages of the seesaw structure are that the thrust of the pressing load cylinder 29 can be equivalent to the set polishing load by balance adjustment, and that it can cope with low load control because the sealing resistance is smaller than that of the sliding type. There are features.
【0068】そして、Z軸移動機構部33を制御して石
英ガラスGの上下方向の位置制御を行うことで、図3
(C)で説明したように石英ガラスGを回動する際の回
転モーメント力の影響を受けることなく荷重をかけるこ
とができる。
By controlling the Z-axis moving mechanism 33 to control the position of the quartz glass G in the vertical direction, FIG.
As described in (C), a load can be applied without being affected by the rotational moment force when rotating the quartz glass G.
【0069】このようなZ方向変位量における位置補正
の詳細を、図4にもとづいて説明する。すなわち、同図
は石英ガラスG角部研磨時において、石英ガラスGを回
転することによるZ方向の位置変化の様子を示してい
る。
The details of the position correction based on the Z-direction displacement will be described with reference to FIG. That is, FIG. 7 shows a state of a position change in the Z direction due to rotation of the quartz glass G during polishing of the quartz glass G corner.
【0070】Z方向の変化量Xを求めるため、以下の式
を展開する。 B = Csin45° A = Csin(45°+θ) : 0≦θ≦45° X = Csin(45°+θ) ― Csin45° 以上の式で求められるように、石英ガラスGの回転角θ
に対して、上下動作をXだけ補正しながら研磨を行うこ
とにより、高精度で信頼性の高い研磨が可能となる。
In order to obtain the amount of change X in the Z direction, the following equation is developed. B = Csin45 ° A = Csin (45 ° + θ): 0 ≦ θ ≦ 45 ° X = Csin (45 ° + θ) −Csin45 ° The rotation angle θ of the quartz glass G as obtained by the above equation.
On the other hand, by performing the polishing while correcting the vertical movement only by X, highly accurate and highly reliable polishing can be performed.
【0071】実際には、所定のF面を所定時間研磨し、
押付け荷重シリンダ29のエアー圧を電空レギュレータ
で切換えることにより荷重設定の調整をなし、つぎのF
面の研磨をなす。そして、F面―RF面の加工を4回繰
り返すことによって、同面における全周の研磨を終了す
る。
Actually, a predetermined F surface is polished for a predetermined time,
The load setting is adjusted by switching the air pressure of the pressing load cylinder 29 with an electropneumatic regulator.
Polish the surface. Then, by repeating the processing of the F surface-RF surface four times, polishing of the entire circumference on the same surface is completed.
【0072】C面からRC面への研磨も同様である。こ
のとき、F面研磨の姿勢から石英ガラスGの厚さ方向に
45°回転させてから、上述のごとく研磨する。すなわ
ち、回転に対するZ軸の補正を行いながら研磨している
面が常に一定の高さになるように研磨する。
The same applies to polishing from the C surface to the RC surface. At this time, after the quartz glass G is rotated by 45 ° in the thickness direction from the position of the F-plane polishing, the polishing is performed as described above. That is, the polishing is performed such that the surface to be polished always has a constant height while correcting the Z axis with respect to the rotation.
【0073】図6は、第3の実施の形態における研磨装
置一部を概略的に示した外観斜視図である。板状部材で
ある石英ガラスGはアーム40の一端部に設けられ、回
転駆動源41aに連結される吸着ヘッド(支持手段)4
1に吸着支持される。アーム40の中央部は支点部42
となっていて、アーム40はサーボモータ43を備えた
Z軸移動機構部(昇降手段)44に回動自在に支持され
る。
FIG. 6 is an external perspective view schematically showing a part of a polishing apparatus according to the third embodiment. A quartz glass G, which is a plate-like member, is provided at one end of the arm 40 and is connected to a rotary drive source 41a.
1 is supported by suction. The center of the arm 40 is a fulcrum 42
The arm 40 is rotatably supported by a Z-axis moving mechanism section (elevating means) 44 having a servomotor 43.
【0074】また、アーム40の吸着ヘッド41とは反
対側の端部にロードセル(検知手段)45を介して押付
け荷重シリンダ(加圧手段)46が掛止している。押付
け荷重シリンダ46はロードセル45を介してアーム4
0に押付け荷重をかける。
Further, a pressing load cylinder (pressing means) 46 is engaged with an end of the arm 40 opposite to the suction head 41 via a load cell (detection means) 45. The pressing load cylinder 46 is connected to the arm 4 via the load cell 45.
Apply a pressing load to 0.
【0075】しかして、石英ガラスGの側端面が図示し
ない研磨パッドの研磨面に接するようZ軸移動機構部4
4が制御される。研磨パッドが回転駆動され石英ガラス
Gの周端一面が研磨されたあと、吸着ヘッド41が回動
駆動され石英ガラスGの角部の研磨に移行する。
Thus, the Z-axis moving mechanism 4 is arranged such that the side end surface of the quartz glass G contacts the polishing surface of the polishing pad (not shown).
4 is controlled. After the polishing pad is driven to rotate and the entire peripheral edge of the quartz glass G is polished, the suction head 41 is driven to rotate and the process shifts to polishing the corner of the quartz glass G.
【0076】このとき、吸着ヘッド41と石英ガラスG
の回転始動により回転トルクが設定した研磨荷重の以外
の負荷荷重を研磨パッドに与えるため、上記ロードセル
45で研磨荷重を常に検知する。
At this time, the suction head 41 and the quartz glass G
The polishing load is always detected by the load cell 45 in order to apply a load other than the polishing load set by the rotational torque to the polishing pad by the rotation start.
【0077】そして、設定値よりもロードセル45の検
知荷重が軽い場合はZ軸移動機構部44を制御して、ア
ーム40とともに吸着ヘッド41の位置を下げ、より大
きな荷重になるよう調整する。
When the load detected by the load cell 45 is smaller than the set value, the Z-axis moving mechanism 44 is controlled to lower the position of the suction head 41 together with the arm 40, and adjust the load to a larger load.
【0078】設定値よりもロードセル45の検知荷重が
重い場合もZ軸移動機構部44を制御して、アーム40
とともに吸着ヘッド41の位置を上げ、より小さな荷重
になるよう調整する。
Even when the load detected by the load cell 45 is greater than the set value, the Z-axis moving mechanism 44 is controlled to
At the same time, the position of the suction head 41 is raised, and the load is adjusted so that the load becomes smaller.
【0079】このようにして、吸着ヘッド41の上下駆
動の荷重をフィードバック制御して、研磨パッドに対す
る研磨荷重を設定値である、たとえば2Kgf±200
gになるようコントロールできる。
In this manner, the load for vertically driving the suction head 41 is feedback-controlled to set the polishing load on the polishing pad to a set value, for example, 2 kgf ± 200.
g can be controlled.
【0080】したがって、回転トルクによる過荷重と研
磨パッドの摩耗を軽減でき、この研磨パッドの部分的摩
耗である片寄りの低減を得られ、よって研磨パッドの交
換頻度が少なくなる。
Accordingly, the overload due to the rotational torque and the wear of the polishing pad can be reduced, and the offset, which is the partial wear of the polishing pad, can be reduced, and the frequency of replacement of the polishing pad is reduced.
【0081】なお、研磨する石英ガラスGは長辺部に限
らず、短辺側の角部でも可能であり、ワーク形状は正方
形に限らず、長方形あるいはその他の形状であってもよ
い。この場合、回転に対するZ方向の変位量が分かれば
よい。
The quartz glass G to be polished is not limited to the long side, but may be a corner on the short side, and the shape of the work is not limited to a square, but may be a rectangle or another shape. In this case, the displacement amount in the Z direction with respect to the rotation may be known.
【0082】また、石英ガラスGを水平方向に寝かせて
水平軸方向の補正を行うことにより、位置関係を90°
回転させた構成も可能である。板状部材として石英ガラ
スGに限定されるものではなく、他の板状部材の研磨も
可能である。
Further, the quartz glass G is laid in the horizontal direction to correct in the horizontal axis direction, so that the positional relationship is 90 °.
A rotated configuration is also possible. The plate member is not limited to the quartz glass G, and other plate members can be polished.
【0083】[0083]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、板
状部材の側端部と角部に対する研磨において、研磨荷重
を数値で管理でき、特に、角部研磨時における回転によ
るモーメント荷重の影響を受けずにすみ、安定した荷重
での研磨が行えて、高精度の研磨と信頼性の向上を得ら
れるという効果を奏する。
As described above, according to the present invention, the polishing load can be numerically controlled in the polishing of the side edge and the corner of the plate-like member, and in particular, the moment load due to the rotation during the polishing of the corner is reduced. There is an effect that polishing can be performed with a stable load without being affected, and high-precision polishing and improvement in reliability can be obtained.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す、研磨装置の
概略の外観斜視図。
FIG. 1 is a schematic external perspective view of a polishing apparatus, showing a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態を示す、研磨装置の
概略の外観斜視図。
FIG. 2 is a schematic external perspective view of a polishing apparatus, showing a second embodiment of the present invention.
【図3】同実施の形態の、研磨工程を順に説明する図。FIG. 3 is a diagram for sequentially explaining a polishing step of the embodiment.
【図4】同実施の形態の、Z方向の位置補正を説明する
図。
FIG. 4 is a view for explaining position correction in the Z direction according to the embodiment;
【図5】研磨する板状部材である石英ガラスの側端面と
角部を説明する図。
FIG. 5 is a diagram illustrating a side end surface and a corner of a quartz glass which is a plate-like member to be polished.
【図6】本発明の第3の実施の形態を示す、研磨装置一
部の概略の外観斜視図。
FIG. 6 is a schematic external perspective view of a part of a polishing apparatus, showing a third embodiment of the present invention.
【図7】従来の、研磨装置一部の概略の外観斜視図。FIG. 7 is a schematic external perspective view of a part of a conventional polishing apparatus.
【符号の説明】[Explanation of symbols]
G…石英ガラス(板状部材)、 12,26,41…吸着ヘッド(支持手段)、 15,33,44…Z軸移動機構部(昇降手段)、 2,22…研磨パッド(研磨手段)、 10,29,46…押付け荷重シリンダ(加圧手段)、 28,42…支点部、 9,27,40…アーム、 45…ロードセル(検知手段)。 G: quartz glass (plate-like member); 12, 26, 41: suction head (supporting means); 15, 33, 44: Z-axis moving mechanism section (elevating means); 2, 22: polishing pad (polishing means); 10, 29, 46 ... pressing load cylinder (pressurizing means), 28, 42 ... fulcrum, 9, 27, 40 ... arm, 45 ... load cell (detecting means).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大石 恭史 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術センター内 Fターム(参考) 3C034 AA08 AA13 BB73 3C043 BB05 CC07 3C049 AB01 BA05 CA06 CB01  ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Inventor Yoji Oishi 33 Term, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa F-term in Toshiba Production Technology Center Co., Ltd. 3C034 AA08 AA13 BB73 3C043 BB05 CC07 3C049 AB01 BA05 CA06 CB01

Claims (8)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】板状部材を支持する支持手段と、 上記板状部材を研磨する研磨手段と、 上記支持手段と上記研磨手段を相対的に移動させる移動
    手段と、 上記研磨手段に対して上記板状部材を所定の押付け荷重
    で押付ける加圧手段とを具備したことを特徴とする板状
    部材の研磨装置。
    A supporting means for supporting the plate-like member; a polishing means for polishing the plate-like member; a moving means for relatively moving the supporting means and the polishing means; A polishing means for pressing the plate-shaped member with a predetermined pressing load.
  2. 【請求項2】上記支持手段は、板状部材を吸着保持する
    吸着パッドと、この吸着パッドを回動駆動する第1のモ
    ータおよび、これら吸着パッドと第1のモータを取付け
    たレバーを備え、 上記移動手段は、上記レバーの水平姿勢を保持するガイ
    ド体と、このガイド体ごとレバーを駆動する第2のモー
    タを備えたことを特徴とする請求項1記載の研磨装置。
    2. The apparatus according to claim 1, wherein the supporting means includes a suction pad for holding the plate member by suction, a first motor for rotating the suction pad, and a lever on which the suction pad and the first motor are mounted. 2. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the moving means includes a guide body for holding the lever in a horizontal posture, and a second motor for driving the lever together with the guide body.
  3. 【請求項3】板状部材を回動自在に支持する支持手段
    と、 上記板状部材を研磨する研磨手段と、 上記支持手段と上記研磨手段を相対的に昇降駆動する昇
    降手段と、 この昇降手段および支持手段が載設され、これら昇降手
    段および支持手段をX−Y軸方向に移動するXY軸移動
    手段と、 上記板状部材を所定の押付け荷重で研磨手段に押付ける
    加圧手段とを具備したことを特徴とする板状部材の研磨
    装置。
    A supporting means for rotatably supporting the plate-like member; a polishing means for polishing the plate-like member; an elevating means for driving the supporting means and the polishing means relatively up and down; Means and support means mounted thereon, XY-axis moving means for moving the elevating means and support means in the XY axis direction, and pressing means for pressing the plate-like member against the polishing means with a predetermined pressing load. An apparatus for polishing a plate-shaped member, comprising:
  4. 【請求項4】上記支持手段は、上記板状部材の側端面が
    上記研磨手段の研磨面に接するよう板面を垂直方向に向
    けて支持し、かつ板厚方向に斜めに向けた姿勢に変位自
    在としたことを特徴とする請求項3記載の板状部材の研
    磨装置。
    4. The supporting means supports the plate surface in a vertical direction such that a side end surface of the plate member is in contact with a polishing surface of the polishing means, and is displaced in a posture obliquely directed in a plate thickness direction. The polishing apparatus for a plate-shaped member according to claim 3, wherein the polishing apparatus is free.
  5. 【請求項5】上記加圧手段は、その中間部に支点を介し
    て回動自在に支持され、一端部に上記支持手段を介して
    上記板状部材が取付けられるシーソー構造のアームと、
    このアームの他端部に掛止され上記研磨手段に対する板
    状部材の押付け荷重を設定する押付け荷重シリンダとを
    具備したことを特徴とする請求項3記載の板状部材の研
    磨装置。
    5. An arm having a seesaw structure, wherein said pressurizing means is rotatably supported at an intermediate portion thereof via a fulcrum, and said plate-like member is attached at one end to said plate-like member via said supporting means.
    4. The apparatus for polishing a plate-shaped member according to claim 3, further comprising a pressing load cylinder which is hung on the other end of said arm and sets a pressing load of said plate-shaped member against said polishing means.
  6. 【請求項6】上記XY軸移動手段は、上記研磨手段の作
    用時に、研磨手段が板状部材の同一位置で研磨を継続し
    ないよう、板状部材をXY方向に移動変位することを特
    徴とする請求項3記載の板状部材の研磨装置。
    6. The XY-axis moving means moves and displaces the plate member in the XY directions so that the polishing means does not continue polishing at the same position of the plate member when the polishing means operates. An apparatus for polishing a plate-shaped member according to claim 3.
  7. 【請求項7】上記シーソー構造のアーム端部と押付け荷
    重シリンダとの間に、上記加圧手段の押付け荷重を検知
    する検知手段を備え、 この検知手段の検知信号を受けて上記加圧手段にフィー
    ドバックし、この押付け荷重を制御する制御手段を備え
    たことを特徴とする請求項5記載の板状部材の研磨装
    置。
    7. A detecting means for detecting a pressing load of the pressurizing means is provided between an end of the arm of the seesaw structure and a pressing load cylinder. 6. The apparatus for polishing a plate-like member according to claim 5, further comprising control means for feeding back and controlling the pressing load.
  8. 【請求項8】一端部に吸着ヘッドを介して板状部材が吸
    着保持され、他端部に押付け荷重シリンダが掛止される
    シーソー構造のアームに対し、このアームが水平になる
    ように上記押付け荷重シリンダからアームに荷重をか
    け、板状部材に対する押付け荷重を軽減する工程と、 上記アームを駆動降下し、上記板状部材の側端面を研磨
    パッドに当接する工程と、 上記押付け荷重シリンダの押付け荷重を、板状部材側端
    面研磨の設定値に変更調整する工程と、 この板状部材をXY軸方向に揺動変位させ、研磨パッド
    を回転駆動して板状部材の側端面を研磨する工程と、 板状部材の側端面の研磨後に、上記押付け荷重シリンダ
    の押付け荷重を板状部材角部研磨の設定値に切換える工
    程と、 上記板状部材をXY軸方向に沿って位置補正し、さらに
    回動してZ軸方向の位置補正をなし、研磨パッドに対す
    る板状部材角部の接触位置を設定して上記アームを水平
    姿勢に保持する工程と、 この板状部材をXY軸方向に揺動変位させ、研磨パッド
    を回転駆動して板状部材の角部を研磨する工程とを具備
    したことを特徴とする板状部材の研磨方法。
    8. An arm having a see-saw structure in which a plate-like member is suction-held at one end via a suction head and a pressing load cylinder is hung at the other end, the pressing is performed so that the arm is horizontal. Applying a load from a load cylinder to the arm to reduce the pressing load on the plate-like member; driving the arm down and bringing the side end surface of the plate-like member into contact with a polishing pad; and pressing the pressing load cylinder. A step of changing and adjusting the load to a set value of the plate member side end surface polishing, and a step of swinging and displacing the plate member in the XY axis directions and rotating and driving the polishing pad to polish the side end surface of the plate member. And after polishing the side end surface of the plate member, a step of switching the pressing load of the pressing load cylinder to a set value of the corner polishing of the plate member, and correcting the position of the plate member along the XY axis directions. Times And performing a position correction in the Z-axis direction to set the contact position of the corner of the plate member with the polishing pad to hold the arm in a horizontal posture. And a step of rotating and driving a polishing pad to grind a corner of the plate-like member.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013244580A (en) * 2012-05-29 2013-12-09 Mitsubishi Electric Corp Deburring load-adjusting device
CN105690228A (en) * 2016-03-17 2016-06-22 温州智元知识产权管理有限公司 Polisher for edge of metal shell
US10987806B2 (en) 2018-03-27 2021-04-27 Fanuc Corporation Production method and production system that use robot

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