JP3571559B2

JP3571559B2 - Surface polishing equipment

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[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a planar polishing apparatus for polishing one surface of a work flat using a polishing platen.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Planar polishing apparatuses called lapping machines, lapping apparatuses, and polishing machines are known. In such a planar polishing apparatus, a work is normally held in sliding contact with a flat polishing surface provided on an upper surface of a polishing platen that is driven to rotate about a vertical axis, and a load is applied to the work. By rotating (rotating) in a state in which the work is rotated, one surface of the work is polished flat. At the same time, a correction ring is placed on a part of the polished surface, and the polished surface is kept flat by frictional contact with the correction ring.
[0003]
By the way, as represented by the technical fields of, for example, electronic components and optomechatronics components, when the demand for the accuracy of the polishing of the work, that is, the accuracy of the flatness of the polished surface increases, the flatness of the polished surface is measured. It has become necessary to make periodic corrections. For this reason, in the conventional planar polishing apparatus, a bar in which a plurality of dial gauges are linearly arranged is placed in the radial direction of the polishing surface, and the two-dimensional surface shape at an arbitrary cross section of the polishing surface is determined. It was measured and corrected so that the two-dimensional surface shape became flat. However, in this correction method, since the three-dimensional shape of the polished surface is unknown, it has been difficult to correct the three-dimensional shape of the polished surface required for high-precision planar polishing to be flat.
[0004]
On the other hand, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-9572, a plurality of distance sensors are provided on a measurement bar suspended on the upper surface of a polishing table, and the polishing process is performed for each rotation position of the polishing table. The three-dimensional shape of the polished surface is measured by sequentially detecting the distance between the three-dimensional shape and the measured three-dimensional shape using a correction device consisting of a turning arm equipped with a small-diameter rotary grindstone at the tip. By controlling the pressing force of the rotating grindstone to be large on the high convex portion and by reducing the pressing force of the rotary grinding stone on the low convex portion, the three-dimensional shape of the polished surface is corrected to be flat, There has been proposed a planar polishing apparatus which obtains a polished surface required for precision planar polishing.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional planar polishing apparatus, the flatness of the polishing platen is obtained by controlling the contact position of a rotary grindstone provided at the tip of the turning arm of the correction apparatus and the pressing force thereof. However, since the rotary grindstone provided at the tip of the turning arm is connected via a universal joint to an output shaft of a motor for driving the rotary grindstone, the rotational axis of the rotary grindstone is expressed in micron order. The notch is not necessarily perpendicular to the surface to be polished, and the above-mentioned swivel arm is fixed in position via a spring so that escape can easily occur. Therefore, the conventional planar polishing apparatus cannot provide sufficient practical shape correcting ability.
[0006]
Further, in the above-mentioned conventional planar polishing apparatus, the polishing platen is indirectly supported by the frame via the rotating shaft supporting the central portion thereof. Since the polishing platen is deformed by the load when a weight for applying a load is placed on the polishing platen, even if it is flat when measuring the surface shape of the polished surface, the polishing process during polishing The surface did not always have a sufficiently flat surface shape.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and a purpose thereof is to easily obtain a high flatness with respect to a polished surface of a polishing platen, thereby enabling highly accurate planar polishing. An object of the present invention is to provide a planar polishing apparatus.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention for achieving the above object is to provide a planar polishing apparatus for flatly polishing one surface of a work by holding the work in sliding contact with a polishing surface of a rotating polishing platen. (A) a frame, (b) a rotation supporting device provided on the frame and directly supporting the polishing platen rotatably, and (c) a polishing platen above the polishing platen. A longitudinal guide member provided on the frame in a state perpendicular to the rotation axis of the board, and (d) a correction tool that is driven to rotate, is mounted on the guide member, and is guided by the guide member and is guided by the guide member. A rotary correction device that corrects the polished surface using the correction tool in the process of crossing the polished surface in the radial direction,(e) In the process of traversing the polished surface of the polishing platen, which is mounted on the guide member and guided and rotated by the guide member in the radial direction, comes into contact with the polished surface and detects the height of the polished surface. Height position sensor, (f) A rotation position sensor for detecting a rotation position of the polishing platen, (g) Flatness calculating means for calculating the flatness of the entire polished surface based on signals from the height position sensor and the rotation position sensor, (h) A three-dimensional display means for three-dimensionally displaying the flatness of the entire polished surface calculated by the flatness calculation means,Is to include.
[0009]
【The invention's effect】
According to this configuration, the rotary correction device including the correction tool that is driven to rotate is mounted on the longitudinal guide member provided on the frame in a state parallel to the polishing surface above the polishing platen. The polished surface is modified in the process of being guided by the guide member and crossing the polished surface in the radial direction. Therefore, the rotary correction device provided with the rotation-driven correction tool is mounted on the longitudinal guide member provided on the frame in a state perpendicular to the rotation axis of the polishing platen above the polishing platen. As it is guided by this, the cutting ability for cutting flat without any escape is enhanced, and sufficient shape correction ability is obtainedYou. In addition, since the polishing platen is directly supported in a rotatable state by a rotation support device provided on the frame, when the surface shape of the polishing platen is measured, the holding member for holding the work and the The deformation of the surface shape of the polishing platen during the time when the weight for applying a load is placed on the polishing platen is extremely small, and the polished surface during polishing has a sufficiently flat surface shape. WhatR, High flatness can be easily obtained on the polished surface of the polishing platen, and highly accurate planar polishing can be performed.I will.In addition, it is attached to the guide member, and is guided by the guide member to contact the polished surface in the process of crossing the polished surface of the lapping plate during rotation in the radial direction, thereby increasing the height of the polished surface. A height position sensor for detecting, a rotation position sensor for detecting a rotation position of the polishing platen, and a flatness of the entire polished surface is calculated based on signals from the height position sensor and the rotation position sensor. Since the flatness calculating means and the three-dimensional display means for three-dimensionally displaying the flatness of the entire polished surface calculated by the flatness calculating means are provided, the flatness of the entire polished surface of the polishing platen is provided. Since the degree is calculated and displayed, there is an advantage that the cut amount for the correction work can be easily determined or set just by looking at the display.
[0010]
Other aspects of the invention
Here, preferably, the rotation supporting device is a back surface of the polishing surface of the polishing surface plate, that is, a position corresponding to a range from the inner diameter to the outer diameter of the polishing surface of the back surface of the polishing surface plate. I directly support it. More preferably, it directly supports a position corresponding to a central portion in the width direction of the polished surface on the back surface of the polishing platen, in other words, a central portion in the radial direction. In this way, the time between when the surface shape of the polishing platen is measured and when the holding member for holding the workpiece and the weight for applying a load to the workpiece are placed on the polishing platen. There is an advantage that deformation of the surface shape of the polishing platen is further reduced.
[0011]
Preferably, the longitudinal guide member is a member having a cross section having a vertical dimension larger than a horizontal dimension, more preferably an I-shaped cross section, and both ends supported by the frame. Preferably, it is a ceramic member. With this configuration, the rigidity of the longitudinal guide member becomes extremely high, so that a cut into the polished surface of the rotary correction device can be reliably obtained, and the correction operation can be performed more efficiently.
[0012]
Further, preferably, the correction tool is a disk-shaped tool in which diamond particles are fixed to a correction processing surface, and the rotary correction device sets the correction tool parallel to a rotation axis of the polishing platen. While rotating around the rotation axis, the polishing plate is brought into sliding contact with the polishing surface of the polishing platen. With this configuration, the polished surface of the polishing platen is corrected using the diamond particles, so that the notch can be more reliably obtained and the correction operation can be performed more efficiently.
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1, 2 and 3 are views showing the configuration of a planar polishing apparatus 10 according to one embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view, and FIG. 2 is a sticking plate 46 for holding a workpiece. FIG. 3 is a front view excluding the work rotation drive device 48, the work revolution drive device 50, the operation panel 110, and the like. FIG. 3 is a side view excluding the rotary correction device 74 and the like.
[0015]
1 to 3, a frame (machine frame) 12 is provided with a disk 14 supported rotatably about a vertical axis via a bearing 16. The motor is rotated by being connected to a vertical output shaft 22 which is rotationally driven by a platen drive motor 18 via a speed reducer 20. On the disk 14, the inner diameter D₁And outer diameter D₂A polishing platen 26 having a flat and annular polishing surface (lap surface, polishing surface) 24 having a flat surface is fixed. Thereby, the polished surface 24 is positioned in a plane perpendicular to the rotation axis of the output shaft 22, that is, in a horizontal plane, and is rotationally driven by the platen drive motor 18 in the direction indicated by the arrow in FIG. 1. It has become. The polishing platen 26 is formed of a soft metal such as tin or copper when the planar polishing apparatus 10 is a free abrasive type in which polishing is performed using free abrasive grains, and the planar polishing apparatus 10 uses fixed abrasive grains. In the case of a fixed-abrasive type, which is polished by polishing, for example, it is composed of a lapping grindstone containing abrasive grains described in JP-A-10-286755.
[0016]
As shown in detail in FIG. 4, the disk 14 is configured by stacking a lower plate 30 to which the output shaft 22 is fixed and an upper plate 32 to which the polishing platen 26 is fixed. A coolant discharge pipe 36 is inserted into the vertical hole 34 of the output shaft 22, and a coolant passage 38 is provided between the lower plate 30 and the upper plate 32. The polishing liquid is circulated in the direction shown in FIG. 3 so that the polishing platen 26 fixed to the upper plate 32 is cooled during polishing.
[0017]
The bearing 16 for rotatably supporting the disk 14 is a relatively large-diameter annular roller bearing slightly smaller than the outer diameter of the polishing platen 26, and is supported by the lower plate 32 and the frame 12. It is provided between the bearing base 40. The bearing 16 has the same high precision as that used for the turret machine, and the polishing platen 26 is rotatably supported with high precision. The support position of the bearing 16 is at a position corresponding to the polishing surface 24 on the back surface of the polishing platen 26, that is, in a range from the inner diameter to the outer diameter of the polishing surface 24 on the back surface of the polishing platen 26. A corresponding position, more precisely, a position corresponding to a central portion in the width direction of the polishing surface 24 of the back surface of the polishing platen 26, in other words, a central portion in the radial direction, is directly supported. The polishing platen 26 is supported by the bearing 16 through the thickness of the disk 14, but since the disk 14 is made of a highly rigid material such as cast iron or steel, it is substantially a bearing. 16 is in a state of being directly supported.
[0018]
Around the polishing platen 26, a base plate 44 supported by the frame 12 and a circular sticking plate 46 serving as a work holding member having a rectangular plate-shaped work (not shown) stuck to a lower surface thereof are vertically rotated. A work rotation driving device 48 that rotates around the axis A, a work revolution drive device 50 that drives the rotation axis A of the work around a predetermined revolving axis B parallel thereto, and revolves the work. A correction ring rotation driving device 54 that rotationally drives the cylindrical correction ring 52 around its vertical rotation axis C is provided. The position indicated by the alternate long and short dash line in FIG. 1 indicates the position where another attaching plate 46 is provided as needed, and the rotation and revolving motion of the work rotation drive device and the work revolution drive device (not shown) are the same. It is made to be made.
[0019]
The work rotation drive device 48 includes a pair of rollers 56 and 58 and is supported so as to be movable in the X direction and the Y direction. As shown in the figure, the polishing plate 26 is composed of a rotation driving motor 62 that rotates in the same rotation direction as the polishing platen 26, and the attachment plate 46 on which the work is attached on the lower surface is rotated around its vertical rotation axis A. In addition, the work revolving drive device 50 includes a revolving drive motor 64 for circularly moving the arm member 60 and a roller (not shown) provided eccentrically on the output shaft of the revolving drive motor 64 with respect to the frame 12. An unillustrated engaging member for fixed engagement is provided, and the work is revolved while rotating by rotating the arm member 60 in a circular motion.
[0020]
As shown in detail in FIGS. 5 to 7, the longitudinal guide member 70 is supported above the polishing platen 26 by being supported by a pair of support members 72 fixed at both ends thereof to the frame 12. It is provided on the frame 12 in a state of being passed and orthogonal to a rotation axis of the polishing platen 26 which is substantially vertical. That is, in order to guide the rotary correction device 74 in a direction perpendicular to the rotation axis of the polishing platen 26, the guide member 70 has a guide surface parallel to the rotation axis of the polishing platen 26 and its rotation axis. A plane guide surface orthogonal to the heart is provided on the upper and lower surfaces and side surfaces. The longitudinal guide member 70 has an I-shaped cross-sectional shape in which the vertical dimension is larger than the horizontal dimension, and is made of a highly rigid and hardly thermally deformable material such as a ceramic member such as an alumina sintered body. It is composed of
[0021]
5 to 7, the rotary correction device 74 includes a correction tool 76 that is driven to rotate around an axis parallel to the rotation axis of the polishing table 26 or an axis perpendicular to the polishing surface 24. A tool driving motor 78 for rotating and driving the correction tool 76, and the vertical position of the upper and lower plates 79 to which the correction tool 76 and the tool driving motor 78 are attached, that is, the height position, are determined by using a vertical mechanism having a vertical motor 80. It has a vertical drive unit 82 to be changed, and a main body 84 that supports the vertical drive unit 82 and that has the guide member 70 inserted therein, and is capable of moving in the longitudinal direction with respect to the guide member 70. It is attached to. The rotary correction device 74 is configured such that when guided along the guide member 70, the correction tool 76 crosses the polishing surface 24 in the radial direction. While being rotated about a rotation axis parallel to the rotation axis of the polishing platen 26, the polishing plate is brought into sliding contact with the polishing surface 24 of the polishing platen 26. The correction tool 76 has a disk shape, and diamond particles are fixed to the correction processing surface that is in sliding contact with the polishing processing surface 24 by an electrodeposition method.
[0022]
The correction tool moving device 88 includes a feed motor 90 fixed to the frame 12, and a screw shaft connected to the feed motor 90 and rotatably supported at an intermediate portion in the height direction within the recess of the guide member 70. 92, and a nut 94 fixed to the main body 84 and screwed to the screw shaft 92 thereof. When the polishing surface 24 is corrected, the rotary correction device 74 is moved along the guide member 70. .
[0023]
As shown in FIGS. 5, 6, and 8, the correction tool 76 and the tool drive motor 78 are attached to the upper and lower plates 79 which are moved up and down by a vertical drive unit 82. When compressed air is supplied through the solenoid valve MV with the element 100, the detecting element 100 is lowered to contact the polished surface 24 of the polishing platen 26 to detect the height position of the polished surface 24. A height position sensor 102 is provided via a bracket 104, and the detection element 100 is sent in the radial direction of the polished surface 24 in a state of being brought into contact with the rotating polished surface 24, so that polishing is performed. The height position of the entire processing surface 24 is detected. As shown in FIG. 4, a gear 106 that rotates together with the output shaft 22 of the speed reducer 20, which is a fixed position member, is provided, and the gear 106 is rotated by a rotation position sensor 108 fixed to the speed reducer 20. By detecting the teeth, the rotational position of the polishing platen 26 is detected.
[0024]
A control device 112 as shown in FIG. 9 is provided in an operation panel 110 provided on the frame 12. The control device 112 is a so-called microcomputer including a CPU, a RAM, a ROM, an input / output interface, and the like (not shown). The CPU uses a temporary storage function of the RAM and inputs a key according to a program stored in the ROM in advance. The input signals from the device 116, the height position sensor 102, and the rotation position sensor 108 are processed, and the surface plate drive motor 18, the rotation drive motor 62, the revolution drive motor 64, the tool drive motor 78, the vertical motor 80, the feed motor 90, The solenoid valve MV and the image display device 114 are controlled. For example, when the polishing start operation is performed, the platen drive motor 18, the rotation drive motor 62, and the revolving drive motor 64 are operated by the control device 112 to rotate the polishing platen 26. At the same time, the work attached to the attachment plate 46 is rotated and revolved, so that the work is polished.
[0025]
Hereinafter, the main part of the control operation of the control device 112 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS. FIG. 10 shows a flatness measurement routine for automatically measuring the flatness of the polishing table 26, and FIG. 11 shows a correction routine for automatically correcting the polished surface 24 of the polishing table 26. I have.
[0026]
In SA1 of FIG. 10, whether or not a start operation for measuring the flatness of the polishing platen 26 has been performed is determined based on a signal from the key input device 116, for example. If the determination in SA1 is denied, this routine is terminated. However, if affirmative, a series of operations for automatically measuring the flatness of the polishing platen 26 is started. First, at SA2, the platen driving motor 18 is operated to rotate the polishing platen 26. In the subsequent SA3, the feed motor 90 and the solenoid valve MV are operated to move the height position sensor 102, and at the same time, the rod 98 is extended so that the detection element 100 at the tip of the rod 98 is moved to the outer peripheral side of the polishing surface 24. The edges are brought into contact. Next, at SA4, the feed motor 90 is rotated forward more slowly, and the height position sensor 102 is moved toward the center of the polished surface 24 while the detection element 100 is in contact with the polished surface 24. Can be Then, in SA5, when the detection element 100 reaches the inner peripheral end of the polishing surface 24, the operation of the platen driving motor 18 and the rotation of the polishing platen 26 are stopped, and the electromagnetic valve MV sets the high level. The rod 98 of the position sensor 102 is shortened, the detection element 100 is separated from the polished surface 24, and the feed motor 90 is reversed, so that the height position sensor 102 returns to the original position shown in FIGS. It is returned.
[0027]
Next, in SA6, the height signal from the height position sensor 102 and the rotation position signal from the rotation position sensor 108, which were obtained in the process in which the detection element 100 was sent in contact with the polished surface 24, were obtained. , The flatness of the entire polished surface 24 is calculated. Then, in SA7, the three-dimensional flatness shown in FIG. 12 and / or the two-dimensional flatness shown in FIG. 13 are displayed on the image display device 114 based on the flatness of the entire polished surface 24 calculated in SA6. Let it. For the two-dimensional flatness, a measurement shape display location on the polishing platen 26 is arbitrarily selected by an operation using the key input device 116. FIG. 13 shows the measured shape at the location indicated by "1" in FIG. In this embodiment, SA6 corresponds to flatness calculating means, and SA7 corresponds to three-dimensional display means.
[0028]
In SB1 of FIG. 11, it is determined whether or not a starting operation for correcting the flatness of the polishing platen 26 has been performed, based on a signal from the key input device 116, for example. If the determination at SB1 is negative, this routine is terminated. However, if affirmative, a series of operations for automatically correcting the flatness of the polishing platen 26 is started. First, in SB2, a cutting amount of the correction tool 76 set in advance for correcting the flatness of the polishing platen 26 is read. The cut amount is, for example, the maximum value of the difference between the unevenness of the surface of the polished surface 24 measured by the flatness measuring operation in FIG. 10 and is set manually or automatically.
[0029]
Next, at SB3, the platen drive motor 18 is operated to rotate the polishing platen 26, and the tool drive motor 78 is operated to rotate the correction tool 76. Subsequently, in SB4, the vertical motor 80 is operated to lower the correction tool 76. The lowered position of the correction tool 76 is a position calculated to realize the cutting amount read in SB2, or a position to which a slight additional value of, for example, about several μm is added. That is, the position of the cutting edge of the correction tool 76 is set to a height position equivalent to the concave portion on the surface of the polished surface 24 or a position lower than the height position by an additional value.
[0030]
Subsequently, in SB5, the feed motor 90 is operated to send the rotary correction device 74 from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the polishing surface 24, and the cutting edge of the correction tool 76 cleans the surface of the polishing surface 24. It is moved slowly toward the center of rotation of the polished surface 24 while shaving. The correction period of the polished surface 24 is set to about 5 to 20 minutes according to the diameter of the polished surface 24. When the correction tool 76 reaches the inner peripheral end of the polishing surface 24, in SB6, the operation of the platen driving motor 18 and the rotation of the polishing platen 26 are stopped, and the vertical motor 80 is operated in reverse. Then, the correction tool 76 is raised and separated from the polished surface 24, and the feed motor 90 is reversed to return the rotary correction device 74 to the original position shown in FIGS.
[0031]
Then, in SB7, a flatness measurement routine similar to SA2 to SA7 in FIG. 10 is executed to measure the surface shape of the polished surface 24 after the correction, and the three-dimensional flatness and / or figure in FIG. The two-dimensional flatness shown in FIG. 15 is displayed on the image display device 114. Thereby, the operator checks the surface shape of the polished surface 24 after the correction.
[0032]
As described above, according to the present embodiment, the rotary correction device 74 including the correction tool 76 that is driven to rotate around the axis perpendicular to the polishing surface 24 is provided above the polishing platen 26. The polished surface 24 is attached to a longitudinal guide member 70 provided on the frame 12 in a state parallel to the polished surface 24, and is guided by the guide member 70 to cross the polished surface 24 in the radial direction. Is corrected. That is, the correction tool 76 is driven to rotate about an axis perpendicular to the polishing surface 24, and the rotary correction device 74 having the correction tool 76 is connected to the polishing surface 24 above the polishing platen 26. Since it is attached to and guided by the elongated guide member 70 provided on the frame 12 in a parallel state, the cutting ability for cutting flat without increasing the escape of the correction tool 76 is enhanced and sufficient Shape correction ability is obtained. Further, since the polishing platen 26 is directly supported in a rotatable state by a bearing (rotation support device) 16 provided on the frame 12, the polishing platen 26 can be rotated when the surface shape of the polishing platen 26 is measured. The surface shape of the polishing platen 26 during the polishing period in which the adhesive plate (holding member) 46 for holding the workpiece and a weight for applying a load are placed on the polishing platen 26 are extremely small. The polished surface 24 at the time of polishing has a sufficiently flat surface shape. That is, high flatness can be easily obtained on the polished surface 24 of the polishing platen 26, and highly accurate planar polishing can be performed.
[0033]
Further, according to the present embodiment, the bearing (rotation support device) 16 is provided on the back of the polished surface 24 of the lapping platen 26, that is, out of the inner diameter of the polished surface 24 of the backside of the lapping plate 26. The position corresponding to the range up to the diameter is directly supported. More preferably, on the back surface of the polishing platen 26, a position corresponding to the central portion in the width direction of the polishing surface 24, that is, the position corresponding to the central portion in the radial direction, is directly supported. For this reason, between the time when the surface shape of the polishing platen 26 is measured and the time when the adhesive plate 46 holding the work and the weight for applying a load thereto are placed on the polishing platen 26. There is an advantage that the deformation of the surface shape of the polishing platen 26 is further reduced.
[0034]
Further, according to the present embodiment, the longitudinal guide member 70 has a cross-sectional shape whose vertical dimension is larger than the horizontal dimension, that is, an I-shaped cross-sectional shape, and has a frame at both ends via a pair of support members 72. Since the guide member 70 is extremely high in rigidity because it is a ceramic member supported by the support 12, the notch can be reliably obtained in the polished surface 24 of the rotary correction device 74, and the correction operation can be performed with higher efficiency. It becomes.
[0035]
Further, according to the present embodiment, the correction tool 76 is a disk-shaped tool in which diamond particles are fixed to the correction processing surface, and the rotary correction device 74 uses the correction tool 76 to rotate the rotation axis of the polishing platen 26. The polishing surface 24 of the polishing platen 26 is modified by using diamond particles because the polishing surface 24 is slidably contacted with the polishing surface 24 of the polishing platen 26 while rotating about a rotation axis parallel to the center. Therefore, the notch can be more reliably obtained and the correction work can be performed more efficiently.
[0036]
Further, according to the present embodiment, it is attached to the guide member 70, and is guided by the guide member 70 to come into contact with the polishing surface 24 in the process of crossing the polishing surface 24 of the polishing platen 26 in the radial direction. A height position sensor 102 for detecting the height of the polished surface 24, a rotation position sensor 108 for detecting the rotation position of the polishing platen 26, and a signal from the height position sensor 102 and the rotation position sensor 108. Flatness calculating means (SA6) for calculating the flatness of the entire polished surface 24, and three-dimensional display means for three-dimensionally displaying the flatness of the entire polished surface calculated by the flatness calculating means (SA6) Since (SA7) is provided, the flatness of the entire polished surface 24 of the polishing platen 26 is automatically calculated and displayed on the image display device 114. In an advantage that it can be easily determined or set the cut amount for rework.
[0037]
As mentioned above, although one Example of this invention was described using drawing, this invention is applied also to another aspect.
[0038]
For example, the guide member 70 in the above-described embodiment has a substantially I-shaped cross section, but may have another shape such as a rectangular cross section. Further, the above-described guide member 70 is made of ceramics, but may be made of cast iron or the like. In short, any shape or material that can provide sufficient rigidity may be used.
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the roller bearing 16 is used as a rotation support device that directly supports the polishing platen 26 in a rotatable manner, but a metal bearing or the like may be used, for example. In short, any material may be used as long as the polishing platen 26 is rotatably supported so that the deformation of the polishing platen 26 does not occur between the time of flatness measurement and the time of polishing.
[0040]
Further, the height position sensor 102 of the above-described embodiment is provided on the upper and lower plates 79 to which the rotary correction device 74 is attached and is moved along the guide member 70, but independently of the guide member 70. It may be moved in the radial direction of the polishing descent surface 24 by a guide mechanism or a feed mechanism provided.
[0041]
Further, in the rotary correction device 74 of the above-described embodiment, the disk-shaped correction tool 76 is driven to rotate about an axis parallel to the rotation axis of the polishing platen 26. It does not have to be driven to rotate about parallel axes. For example, when the correction tool 76 has a tapered correction surface, the rotation axis is inclined by an angle obtained by subtracting half the taper angle of the correction surface from 90 degrees.
[0042]
The above is merely an example of the present invention, and the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a planar polishing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a front view of the planar polishing apparatus of FIG. 1, excluding a sticking plate for holding a work, a work rotation drive, a work revolution drive, an operation panel, and the like.
FIG. 3 is a side view of the planar polishing apparatus of FIG. 1, excluding a rotary correction device and the like.
FIG. 4 is an enlarged view of a side surface for explaining a polishing platen support mechanism of the flat-surface polishing apparatus of FIG. 1, and is a diagram partially cut away.
FIG. 5 is an enlarged front view showing a rotary correction device and the like guided by a guide member of the planar polishing apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is an enlarged plan view showing a plane for explaining a rotary correction device and the like guided by a guide member of the planar polishing apparatus of FIG. 1;
FIG. 7 is a cross-sectional view for explaining a rotary correction device and the like guided by a guide member of the planar polishing device of FIG. 1;
8 is a diagram illustrating a configuration of a height position sensor for measuring a polished surface of a polishing platen of the planar polishing apparatus of FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating an electrical configuration of a control device that controls the planar polishing apparatus of FIG. 1;
FIG. 10 is a flowchart illustrating a main part of a control operation of the control device in FIG. 1 and illustrating a flatness measurement routine.
FIG. 11 is a flowchart illustrating a main part of the control operation of the control device in FIG. 1 and illustrating a correction routine.
12 is a diagram showing an example of a three-dimensional display indicating the flatness before correction, which is measured by executing the flatness measurement routine in FIG. 10;
FIG. 13 is a diagram showing a two-dimensional display example showing flatness before correction measured by executing the flatness measurement routine in FIG. 10;
FIG. 14 is a diagram showing a three-dimensional display example showing the corrected flatness measured by executing the flatness measurement routine in FIG. 10;
FIG. 15 is a diagram illustrating a two-dimensional display example showing the corrected flatness measured by executing the flatness measurement routine in FIG. 10;
[Explanation of symbols]
10: Planar polishing machine
12: Frame
16: Bearing (rotation support device)
24: Polished surface
26: Polishing surface plate
70: Guide member
74: Rotary correction device
76: Correction tool
102: Height position sensor
108: Rotation position sensor
SA6: flatness calculating means
SA7: three-dimensional display means

Claims

A planar polishing apparatus for polishing one surface of the work flat by holding the work in a sliding contact state with a polishing surface of a rotating polishing platen,
Frame and
A rotation support device provided on the frame and directly supporting the polishing platen rotatably,
Above the polishing table, a longitudinal guide member provided on the frame in a state perpendicular to the rotation axis of the polishing table,
A rotary correction that includes a correction tool that is rotationally driven, is mounted on the guide member, and is guided by the guide member to correct the polished surface using the correction tool in a process of traversing the polished surface in the radial direction. and equipment,
In the process of traversing the polished surface of the polishing platen, which is mounted on the guide member and guided and rotated by the guide member in the radial direction, comes into contact with the polished surface and detects the height of the polished surface. Height position sensor,
A rotation position sensor for detecting a rotation position of the polishing platen,
Flatness calculating means for calculating the flatness of the entire polished surface based on signals from the height position sensor and the rotation position sensor,
A three-dimensional display means for three-dimensionally displaying the flatness of the entire polished surface calculated by the flatness calculation means, and a three-dimensional display means .

The planar polishing apparatus according to claim 1, wherein the rotation support device supports a back surface of a polished surface of the polishing platen.

3. The polishing apparatus according to claim 1, wherein the guide member is a ceramic member having a substantially I-shaped cross section.

The correction tool is a disk-shaped tool in which diamond is fixed to a correction processing surface, and the rotary correction device rotates the rotation correction tool around a rotation axis parallel to a rotation axis of the polishing platen. 4. A flat-surface polishing apparatus according to claim 1, wherein said polishing apparatus is slidably brought into contact with a polished surface of said polishing platen.