JP2003340701A

JP2003340701A - 研磨装置および研磨方法

Info

Publication number: JP2003340701A
Application number: JP2002152360A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Nonaka; 義史野中
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2003-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】被加工物形状と工具面の接触状態を常に最適
な状態に保ちながら研磨する研磨装置および研磨方法の
提供を課題とする。【解決手段】駆動手段７ａ、７ｂをそれぞれ駆動し被
加工面に合致するように研磨部材２の被加工面との接触
面形状を調整する。また揺動時においても常に工具軸線
が被加工物の法線方向と一致するように第一のステージ
１５ａ、第二のステージ１６ａをそれぞれ移動させて工
具軸の動きを制御し研磨をおこなう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズやミラー等
の光学素子あるいは金型等を研磨するときに使用される
研磨装置および研磨方法に関し、特に、半径方向におい
て曲率半径が変化する非球面形状等の研磨およびリップ
ルと呼ばれるうねりの除去に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】非球面を含む光学面の研磨方法としてＵ
ＳＰ４８５０１５２等がある。これは、予め被加工物形
状を計測し、計測された形状と設計形状との形状偏差に
応じて被加工物上に配置された複数の研磨工具が発生す
る研磨荷重を制御し、これらの研磨荷重を柔軟な研磨パ
ッドに作用させ、この研磨パッドを被加工物と工具間で
揺動させることで研磨加工を進めるものである。大型の
望遠鏡ミラー、Ｘ線望遠鏡用光学素子の能率的な研磨が
可能であり、非軸対象の誤差形状も除去可能である。

【０００３】また、複数の駆動手段を備える形状可変工
具として図７に示す特公平５−５８８６４がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
技術では以下の課題が残る。

【０００５】ＵＳＰ４８５０１５２の方法では、工具の
大きさによって最小加工単位が制限され、細かな形状誤
差を修正できない。研磨荷重が加工部における面法線方
向に作用しないため、工具の除去形状が加工部位によっ
て変化し、除去量が不安定であり、これに起因して高い
加工精度が望めない。また、工具間のつなぎ部が不連続
になり、工具の大きさに起因するリップルと呼ばれるう
ねりの成分を生み出しやすい。

【０００６】特公平５−５８８６４では変位駆動手段を
用いて形状可変な工具であることを主体にしているた
め、工具の除去量の制御が難しい。被加工物面上の工具
軌跡に合わせて複数の変位駆動手段を制御しながら加工
を進める必要があるため、駆動手段の制御が困難であ
り、駆動手段が複数あるため工具そのものの小型化も難
しいという問題点があった。

【０００７】そこで、本発明は、上記のような従来技術
の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであって、
被加工物形状と工具面の接触状態を常に最適な状態を保
ちながら研磨することができる研磨装置および研磨方法
を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の研磨装置において、被加工面を有する被加
工物と、研磨面を有する研磨部材と、前記研磨部材の略
中心部を支持する支持部と、前記研磨部材の支持部を中
心として長手方向に相対向する部位を保持する２つの保
持部と、前記保持部に作用する２つの駆動手段をそれぞ
れ制御する制御手段とを有し、前記制御手段により前記
研磨部材の前記被加工面との接触面形状を調整すること
を特徴とする。

【０００９】本発明の研磨装置において、被加工面を有
する被加工物上に、研磨面を有する研磨部材を揺動させ
研磨を行う研磨装置において、基板と、前記基板上に取
付けられた工具軸と、該工具軸の中心を通る工具軸線
と、前記工具軸の先端に補助部材等を介して取付けられ
た研磨部材と、前記基板に取付けられた第１のステージ
と、前記基板に取付けられた第２のステージと、該第
１、第２のステージをそれぞれ移動させる第１、第２の
駆動手段を有し、前記第１、第２の駆動手段を駆動し前
記第１、第２のステージをそれぞれ移動させることによ
り、前記工具軸線を被加工物の法線と一致させながら、
前記研磨部材を揺動させて研磨を行うことを特徴とす
る。

【００１０】本発明の研磨装置においては、工具軸は、
基板上を工具軸線方向に移動自在に取付けたほうが好ま
しい。

【００１１】本発明の研磨装置においては、第１のステ
ージおよび第２のステージのいずれか一方は、回転可能
に連結部を介して基板に取付けられ、他方のステージ
は、回転かつ工具軸線方向に移動可能に連結部を介して
基板に取付けたほうが好ましい。

【００１２】本発明の研磨装置においては、工具軸上に
被加工面に作用する荷重を発生させる荷重発生部を有す
ることが好ましい。

【００１３】本発明の研磨装置においては、前記研磨部
材の略中心部を支持する支持部と、前記研磨部材の支持
部を中心として長手方向に相対向する部位を保持する２
つの保持部と、前記保持部に作用する２つの駆動手段を
それぞれ制御する制御手段とを有することが好ましい。

【００１４】本発明の研磨方法において、被加工物表面
形状が、その半径方向において曲率半径が変化する非球
面形状であって、工具軸の先端に補助部材等を介して取
付けた研磨部材を前記被加工物の表面に接触させ、前記
研磨部材を揺動させて前記被加工物表面を研磨する方法
において、揺動時においても常に工具軸線が被加工物の
法線と一致するように前記工具軸の動きを制御して研磨
を行うことを特徴とする。

【００１５】本発明の研磨方法においては、基板と、前
記基板上に取付けられた工具軸と、該工具軸の中心を通
る工具軸線と、前記工具軸の先端に補助部材等を介して
取付けられた研磨部材と、前記基板に取付けられた第１
のステージと、前記基板に取付けられた第２のステージ
と、該第１、第２のステージをそれぞれ移動させる第
１、第２の駆動手段と、第１、第２の駆動手段により前
記第１、第２のステージをそれぞれ移動させ、前記基板
上に取付けた工具軸の動きを制御して研磨を行うことが
好ましい。

【００１６】本発明の研磨方法においては、工具軸は、
基板上を工具軸線方向に移動自在に取付けられたことが
好ましい。

【００１７】本発明の研磨方法においては、第１のステ
ージおよび第２のステージのいずれか一方は、回転可能
に連結部を介して基板に取付けられ、他方のステージ
は、回転かつ工具軸線方向に移動可能に連結部を介して
基板に取付けたほうが好ましい。

【００１８】本発明の研磨方法においては、工具軸上に
被加工面に作用する荷重を発生させる荷重発生部を有す
ることが好ましい。

【００１９】本発明の研磨方法においては、被加工物の
表面の情報に基づいて前記研磨部材の形状を変化させる
ことが好ましい。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の研磨装置について図１を
参照して説明する。図１（ａ）は正面図（ｂ）はＡ−Ａ
断面図である。

【００２１】１はピッチ、ウレタンシート等に代表され
る研磨面を有する部材、１´は研磨面を有する部材が一
体あるいは接着あるいは連結された可撓性を有する部
材、以下１および１´を総称して研磨部材２と呼ぶ。３
ａ，ｂは研磨部材端部の保持部であり回転軸受になって
おり、駆動手段と連結される回転軸受部である。６は研
磨部材２中央の支持部であり研磨部材２と補助部材１７
を固定するようになっている。７ａ，ｂは２の研磨部材
両端に連結される駆動手段であり、モータＭａ，Ｍｂを
駆動することによってボールネジにより伸縮するように
構成されている。８ａ，ｂは駆動手段７ａ，ｂの他端の
回転軸受部で補助部材１７と連結されている。（以下、
１乃至８を総称して研磨部と呼ぶ。）９は研磨部を上下
動可能とする案内部であり、リニアガイドによって研磨
部が搭載された工具軸１０を紙面左右方向（Ｘ軸方向）
においては拘束し、紙面上下方向（Ｚ軸方向）において
はほとんど摩擦なく移動自在に構成されている。Ａ−Ａ
は工具軸線であり、工具軸線上に研磨部材の略中心点Ｔ
が位置するように構成されている。１１は電磁石ＤＺに
よって荷重を発生させる研磨荷重発生部、１２は１〜１
１の構成部材が搭載される基板、１３はビス等により基
板１２に対し回転可能な連結部、１４はビス等により基
板１２に対し回転が可能な連結部、１４ａは連結部１４
を工具軸線方向に案内する長孔、１５ａは回転可能な連
結部１３を介して基板１２と連結される第１のステー
ジ、１５ｂは１５ａの第１のステージを紙面左右方向
（Ｘ軸方向）に案内する第１のガイドバー、１６ａは回
転が可能な連結部１４を介して基板１２と連結される第
２のステージ、１６ｂは１６ａの第２のステージを左右
方向（Ｘ軸方向）に案内する第２のガイドバーである。
ＬＭ１は１５ａの第１のステージを１５ｂの第１のガイ
ドバーに沿って所定の位置に移動させる駆動手段（例え
ばリニアモータ）、ＬＭ２は１６ａの第２のステージを
１６ｂの第２のガイドバーに沿って所定の位置に移動さ
せる駆動手段（例えばリニアモータ）である。

【００２２】可撓性を有する部材１´は可撓性を有する
材質であればどのようなものを用いても良い。研磨面を
有する部材１の材質も、ピッチ、ウレタン等研磨に使用
可能であれば種類を問わない。

【００２３】研磨部材２の形状を形成する駆動手段や機
構は、モータとボールネジという組み合わせ以外にも、
摩擦駆動、リニアモータ、超音波モータ等様々な形態を
とれる。

【００２４】研磨部の上下動を可能にする案内部９は、
リニアガイドの他にも直動静圧軸受等様々な形態をとれ
る。

【００２５】研磨荷重発生部１１は磁石や電磁石の反発
力を利用する方法以外にも、ボイスコイルモータ等様々
な形態をとれる。

【００２６】研磨部材２の揺動を行う第１、第２のステ
ージの駆動手段や機構は、リニアモータ以外にも、摩擦
駆動、モータとボールネジの組み合わせ、超音波モータ
等様々な形態をとれる。

【００２７】研磨荷重発生部１１は図５に示すように、
研磨荷重発生部１１により発生された荷重Ｎに工具の自
重Ｍを加えた研磨荷重Ｆが、研磨部材２を介して被加工
面に作用する。しかし、傾斜によって工具軸１０の自重
Ｍのうち被加工面に作用する成分は、その傾斜角θとし
た場合、自重Ｍにｃｏｓθを乗じた値Ｍｃｏｓθとな
り、研磨荷重ＦはＦ＝Ｎ＋ＭｃｏｓθとなってしまいＭ
（１−ｃｏｓθ）減少してしまう。この減少分Ｍ（１−
ｃｏｓθ）を補正する為に研磨荷重発生部１１から発生
させる荷重Ｎ´の値を、傾斜していない時に発生させた
荷重ＮにＭ（１−ｃｏｓθ）を加えた値Ｎ＋Ｍ（１−ｃ
ｏｓθ）とする。このようにすることで研磨部材２の被
加工面に作用する研磨荷重Ｆを一定になるよう荷重Ｎ´
を制御することが可能となり、高精度な加工を実現する
ことができる。

【００２８】工具軸１０はリニアガイドによって案内部
９に案内され、ほとんど摩擦なく工具軸線方向（紙面上
下方向（Ｚ方向））に移動自在であり、研磨部材と被加
工物のアプローチ時あるいは研磨部材揺動時の研磨部材
−被加工物間の間隔の変化に対応して移動可能であるた
め、研磨部材が所望の形状を形成していれば、常に被加
工物表面に研磨部材２の中心点Ｔが接触する状態を保つ
ことができる。

【００２９】１〜１１の各構成要素は基板１２上に取付
けられる。基板１２は回転可能な連結部１３を介して第
１のステージ１５ａに、回転可能な連結部１４を介して
第２のステージ１６ａに連結され、かつ、第２のステー
ジとの連結部分の基板上には長孔１４ａが開いており、
この孔に沿って連結部分１４が移動する。１５ａ´、１
６ａ´は、第１、第２のステージの移動中心である。第
１のガイドバーに沿って第１のステージを、また第２の
ガイドバーに沿って第２のステージを移動させることに
より基板を傾斜させることができる。基板を傾斜させる
ことにより生じる第１、第２のステージと基板との角度
の変化は、回転可能な連結部１３、１４によって吸収さ
れる。また、基板を傾斜させることにより生じる第１の
ステージ１５ａと第２のステージ１６ａ間の間隔の変化
は、第２のステージとの連結部分に開けた基板上の長孔
１４ａに沿って連結部分１４が工具軸線方向に移動する
ことで吸収することができる。本実施例では第２ステー
ジとの連結部分の基板上に長孔１４ａを開けたが、第１
ステージとの連結部分に開けても構わない。

【００３０】研磨面を有する部材１が平面被加工物を加
工する場合は揺動位置に関わらず被加工物表面の面法線
は一定なので、ステージ１５ａ、１６ａをガイドバー１
５ｂ、１６ｂ上を同位相で移動するように制御すればよ
く、ステージ１５ａ、１６ａを制御を独立に行えば任意
の被加工物表面の面法線に工具軸線を一致させることが
可能である。

【００３１】本実施例では研磨部材２の両端に直接駆動
手段７ａ，ｂが取り付けられる構成になっているが、図
１（ｃ）に示すように、量産時を考慮し、研磨部材２の
取り付け取り外しを容易とするために、板バネ状部材等
の取り付け部材４を介して、研磨部材２を取付ける構成
であっても構わない。

【００３２】研磨部材２はその中央に支持部６が固定さ
れている。研磨部材２の両端に回転軸受部４を有し、駆
動手段７ａ，ｂが連結され、駆動手段７ａ，ｂの他端は
回転軸受部８ａ，ｂを介して補助部材１７に連結されて
いる。駆動手段７ａ，ｂを伸縮すると、駆動手段７ａ，
ｂの両端が回転軸受部４と８ａ，ｂを介して連結されて
いる為、研磨部材２は駆動手段７ａ，ｂの変位量に応じ
て変形する。駆動手段７ａ，ｂの変位量を制御すること
で研磨部材２は任意の形状を形成することが可能であ
る。

【００３３】例えば図２に示すように、（ａ）は凸面形
状に対応した凹面形状を形成している状態で、（ｂ）は
凹面形状に対応した凸面形状を形成している状態であ
る。駆動手段の変位量Ｌａ及びＬｂを比較するとわかる
ように、研磨部材２の中心部が固定されているため、駆
動手段が伸びてＬａとなった場合に凹面工具となり、駆
動手段が縮んでＬｂとなった場合に凸面研磨部材が形成
される。また、（ｃ）に示すように、左右の駆動手段が
片方が伸び、片方が縮むことで変曲点を持つ形状を形成
できる。

【００３４】次に、以上説明した研磨装置を用いた実際
の研磨方法について、図３（ａ）を用いて説明する。

【００３５】Ｗは被加工物であり、回転テーブル３１上
に保持される。被加工物Ｗは、本実施形態においては半
径方向において曲率半径が変化する例えば非球面形状に
ついて記載するが、もちろん平面、球面形状においても
実施可能である。回転テーブルはモータＭθによりθ方
向に被加工物中心を回転中心として自転するように構成
されている。Ｓは図１を参照して説明した研磨装置であ
り、構成は前述の通りである。Ｔは研磨部材の中心点、
Ｈは研磨装置の加工時の移動方向を示す。以上のような
構成において、被加工物の表面の情報（被加工物の表面
形状データおよび設計形状データ）に基づいて研磨を行
う。まず、ＮＣ制御装置内のメモリ領域に、予め求めて
おいた被加工物の表面形状データを入力し、設計形状デ
ータとの差から、被加工物表面上の各研磨点における研
磨工具の滞留時間を求め、その値から、回転テーブルの
モータＭθへの出力値、および第１、第２のステージを
駆動する駆動手段ＬＭ１、ＬＭ２への出力値を決定す
る。また設計形状データから、研磨部材の形状を変化さ
せるモータＭａ，Ｍｂへの出力値を算出し、これらの出
力値をＮＣ制御装置内のメモリ領域に記憶させ、加工す
るための加工プログラムを作成する。

【００３６】この加工プログラムに従って、ＮＣ制御装
置は、まず回転テーブルを被加工物中心を回転中心とし
てθ方向に回転するようモータＭθへ信号を送る。

【００３７】また、研磨部材の中心点Ｔが被加工物半径
方向に所定の速度により常に被加工物表面に接触しなが
ら被加工物上の各加工点を順に移動し、また該加工点を
中心として半径方向に所定の振幅をもって研磨部材を揺
動させるように、第１、第２のステージの移動を行うリ
ニアモータＬＭ１、ＬＭ２に信号を送る。研磨部材の中
心点Ｔにおける被加工物の法線と工具軸線Ａ−Ａが一致
するようにリニアモータＬＭ１、ＬＭ２に送る信号はプ
ログラムされている。

【００３８】さらに、被加工物上の半径位置に応じて被
加工物の曲率に一致するよう駆動手段７ａ，ｂを伸縮さ
せるようモータＭａ、Ｍｂに信号を送り、研磨部材の形
状を形成する。

【００３９】このように制御することにより、従来では
研磨部材の形状と被加工物の形状のフィッティングのた
めに設けられていたイコライズ機構が不要となり、研磨
部材と被加工物の接触状態が常に理想的な状態を確保で
き、研磨部材面内の圧力分布も常に同じ状態が維持でき
る。そのため研磨部材の除去形状、除去量が安定し、高
精度な加工が可能である。また、研磨部材と被加工物の
接触状態が一定である為、リップルの除去においても研
磨部材揺動時のどの位置においても安定したリップル除
去性能を発揮できる。

【００４０】被加工物の高さ方向の形状差が大きく、工
具軸の移動だけでは対応しきれない場合は、図３（ｂ）
に示すように、第１、第２のガイドバーを含めた研磨装
置Ｓ全体をプレートＰ上に取り付け、そのプレートＰを
紙面上下左右方向に移動させることにより大きな形状変
化に対応させることも可能である。

【００４１】また前述したように傾斜によって工具軸１
０の自重Ｍのうち被加工面に作用する成分は、その傾斜
角θとした場合、自重Ｍにｃｏｓθを乗じた値Ｍｃｏｓ
θとなり、研磨荷重ＦはＦ＝Ｎ＋Ｍｃｏｓθとなってし
まいＭ（１−ｃｏｓθ）分減少してしまう。この減少分
Ｍ（１−ｃｏｓθ）を補正する為に研磨荷重発生部１１
から発生させる荷重Ｎ´の値を、傾斜していない時に発
生させた荷重ＮにＭ（１−ｃｏｓθ）を加えた値Ｎ＋Ｍ
（１−ｃｏｓθ）となるよう電磁石ＤＺに信号を送り、
この減少分を補正する荷重を発生させ荷重制御を行う。

【００４２】このように、研磨荷重発生部で研磨部の傾
斜角に対応して被加工物面に作用する研磨部材側の自重
変化を補正しながら所定の研磨荷重を研磨面に作用させ
るように研磨荷重を制御するため、被加工物全面におい
て安定した高精度な加工が可能で、リップル除去におい
ても高精度な除去が可能である。

【００４３】次に、揺動時の第１、第２のステージの動
作について図４を用いて説明する。ここでは凹面被加工
物に対して研磨部材を凸面形状に形成して揺動させる場
合を示す。平面形状に対して揺動させる場合は第１、第
２のステージの移動中心の移動量及び移動方向は研磨部
材の揺動振幅、揺動方向と一致するが、図示されるよう
に揺動中心から揺動振幅Ｌｔだけ研磨部材を揺動させる
場合、本発明では、研磨部材揺動方向と反対側に第１の
ステージの移動中心１５ａ´はＬ１、第２のステージの
移動中心１６ａ´はＬ２移動することで研磨部材の揺動
振幅の確保と面法線と工具軸線の一致を可能としてい
る。また、工具軸１０は研磨部材が揺動中心に位置する
ときＨ１の上下位置であったものが、揺動時にＨ２に変
化し，研磨部材２−被加工物Ｗ間の間隔の変化を吸収し
ている。このように第１、第２のステージを独立に制御
することで、被加工面の面法線に工具軸線を自在に傾斜
させることができるため、研磨部材近傍に被加工面の面
法線に倣わせる為のイコライズ機構などが不要となり、
研磨部材と被加工物の接触状態を積極的に制御でき、加
工上の不確定要因を排除し高精度な加工が可能である。
例えば研磨部材が被加工物に対してその外周部でオーバ
ーハングするような状態であっても研磨部材の位置、姿
勢は理想的状態が保たれ、更にこの時、研磨部材と被加
工物の接触面積に応じて圧力一定となるような研磨荷重
制御を行えば、オーバーハング時であっても全く同じ加
工状態を実現できるため、被加工物全面において未加工
部分を残すことなくリップル除去を実施できる。

【００４４】図６は、揺動時の研磨部材の被加工物表面
の加工位置による研磨部材曲率の違いを示している。研
磨部材２は位置５１と位置５２の間を揺動する。５３は
凹形状の被加工面で、位置５１における研磨部材曲率が
Ｒ１、位置５２における研磨部材曲率がＲ２である。本
発明では，このように揺動時の研磨位置において被加工
物曲率が変化しても、前述した駆動手段７ａ，ｂの制御
により研磨部材の曲率を揺動位置に応じて可変とするこ
とで常に研磨部材２を被加工物形状と一致させ、理想的
な加工状態が得られ、高精度な加工が実現できる。平面
形状、球面形状のみならず、非球面形状であっても研磨
部材揺動中に研磨部材位置に応じて研磨部材の形状を任
意に形成することで被加工物形状と一致させることが可
能である。また，変曲点を有する形状であっても、研磨
部材形状を形成するための駆動手段を独立に制御するこ
とで対応可能である。被加工物面上の全ての位置で研磨
部材の形状が被加工物形状と一致する為、滞留時間一定
の均等研磨において被加工物形状精度を劣化させること
なく高精度な均等研磨が可能である。また、被加工物形
状に研磨部材を倣わせる為の弾性体層等が研磨部材側に
不要になり、研磨部材をより剛な状態で被加工物に作用
させることが可能で、リップルと呼ばれているうねりの
高能率、高精度な除去に効果的である。

【００４５】以上，説明してきたように本発明によって
被加工物面上の曲率と研磨部材の形状を一致させること
ができ、揺動時にも被加工物面法線と工具軸線が一致
し、研磨部材と被加工物の理想的な接触状態を保って研
磨部材を揺動させることで、常に同じ加工状態を維持す
ることができ、被加工物形状を劣化させることなく均等
研磨によって研磨を行うことができる。さらに、被加工
物面上のリップル成分を高精度，高能率に除去すること
が可能である。

【００４６】本発明の実施例は以上の説明に限られるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な形
態で実施可能である。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば被
加工物の曲率及び形状と一致する研磨部材形状を形成で
きるため、研磨部材と被加工物の接触状態を常に理想的
な状態に維持でき、研磨加工を安定して行え高精度な加
工が実現できる。

【００４８】また研磨部材揺動を２つの駆動手段で行
い、駆動手段の制御を独立に行う為、揺動時の研磨部材
の各位置における被加工物面法線と工具軸線を一致させ
ることができる。これにより、従来では研磨部材形状と
被加工物形状のフィッティングのために設けられていた
イコライズ機構が不要となり、研磨部材と被加工物の接
触状態が常に理想的な状態を確保でき、研磨部材面内の
圧力分布も常に同じ状態が維持できる。そのため研磨部
材の除去形状、除去量が安定し、高精度な加工が可能で
ある。また、研磨部材と被加工物の接触状態が一定であ
る為、リップルの除去においても研磨部材揺動時のどの
位置においても安定したリップル除去性能を発揮でき
る。

【００４９】また、研磨荷重発生部で、研磨部の傾斜角
に対応して被加工物面に作用する研磨部材側の自重変化
を補正しながら所定の研磨荷重を研磨面に作用させるよ
うに研磨荷重を制御するため、被加工物全面において安
定した高精度な加工が可能で、リップル除去においても
高精度な除去が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の研磨装置を示す図

【図２】研磨部材の形状変化を示す図

【図３】本発明の研磨装置を用いた研磨方法を示す図

【図４】揺動時の第１、第２のステージの動作を示す図

【図５】工具傾斜時の自重の変化を示す図

【図６】揺動位置に応じて変化する研磨部材の曲率を示
す図

【図７】従来例を示す図

【符号の説明】

１研磨面を有する部材１’ 可撓性を有する部材２研磨部材３保持部６支持部７ａ，ｂ駆動手段８ａ，ｂ回転軸受部９案内部１０工具軸１１研磨荷重発生部１２基板１３連結部１４連結部１５ａ第１のステージ１５ｂガイドバー１６ａ第２のステージ１６ｂ第２のガイドバーＬＭ１駆動手段（例えばリニアモータ）ＬＭ２駆動手段（例えばリニアモータ）Ａ−Ａ工具軸線Ｗ被加工物３１回転テーブルＳ研磨装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被加工面を有する被加工物と、研磨面を
有する研磨部材と、前記研磨部材の略中心部を支持する
支持部と、前記研磨部材の支持部を中心として長手方向
に相対向する部位を保持する２つの保持部と、前記保持
部に作用する２つの駆動手段をそれぞれ制御する制御手
段とを有し、前記制御手段により前記研磨部材の前記被
加工面との接触面形状を調整することを特徴とする研磨
装置。
【請求項２】被加工面を有する被加工物上に、研磨面
を有する研磨部材を揺動させ研磨を行う研磨装置におい
て、基板と、前記基板上に取付けられた工具軸と、該工
具軸の中心を通る工具軸線と、前記工具軸の先端に補助
部材等を介して取付けられた研磨部材と、前記基板に取
付けられた第１のステージと、前記基板に取付けられた
第２のステージと、該第１、第２のステージをそれぞれ
移動させる第１、第２の駆動手段を有し、前記第１、第
２の駆動手段を駆動し前記第１、第２のステージをそれ
ぞれ移動させることにより、前記工具軸線を被加工物の
法線と一致させながら、前記研磨部材を揺動させて研磨
を行うことを特徴とする研磨装置。
【請求項３】工具軸は、基板上を工具軸線方向に移動
自在に取付けられたことを特徴とする請求項２記載の研
磨装置。
【請求項４】第１のステージおよび第２のステージの
いずれか一方は、回転可能に連結部を介して基板に取付
けられ、他方のステージは、回転かつ工具軸線方向に移
動可能に連結部を介して基板に取付けられたことを特徴
とする請求項２及び３のいずれか１項記載の研磨装置。
【請求項５】工具軸上に被加工面に作用する荷重を発
生させる荷重発生部を有する請求項２乃至４いずれか１
項記載の研磨装置。
【請求項６】前記研磨部材の略中心部を支持する支持
部と、前記研磨部材の支持部を中心として長手方向に相
対向する部位を保持する２つの保持部と、前記保持部に
作用する２つの駆動手段をそれぞれ制御する制御手段と
を有することを特徴とする請求項２乃至５いずれか１項
記載の研磨装置。
【請求項７】被加工物表面形状が、その半径方向にお
いて曲率半径が変化する非球面形状であって、工具軸の
先端に補助部材等を介して取付けた研磨部材を前記被加
工物の表面に接触させ、前記研磨部材を揺動させて前記
被加工物表面を研磨する方法において、揺動時において
も常に前記工具軸線が被加工物の法線と一致するように
前記工具軸の動きを制御して研磨を行うことを特徴とす
る研磨方法。
【請求項８】基板と、前記基板上に取付けられた工具
軸と、該工具軸の中心を通る工具軸線と、前記工具軸の
先端に補助部材等を介して取付けられた研磨部材と、前
記基板に取付けられた第１のステージと、前記基板に取
付けられた第２のステージと、該第１、第２のステージ
をそれぞれ移動させる第１、第２の駆動手段と、第１、
第２の駆動手段により前記第１、第２のステージをそれ
ぞれ移動させ、前記基板上に取付けた工具軸の動きを制
御して研磨を行うことを特徴とする請求項７記載の研磨
方法。
【請求項９】工具軸は、基板上を工具軸線方向に移動
自在に取付けられたことを特徴とする請求項７および８
いずれか１項記載の研磨方法。
【請求項１０】第１のステージおよび第２のステージ
のいずれか一方は、回転可能に連結部を介して基板に取
付けられ、他方のステージは、回転かつ工具軸線方向に
移動可能に連結部を介して基板に取付けられたことを特
徴とする請求項８および９いずれか１項記載の研磨方
法。
【請求項１１】工具軸上に被加工面に作用する荷重を
発生させる荷重発生部を有する請求項７乃至１０いずれ
か１項記載の研磨方法。
【請求項１２】被加工物の表面の情報に基づいて前記
研磨部材の形状を変化させることを特徴とする請求項７
乃至１１いずれか１項記載の研磨方法。