JP6771216B2 - 平面研磨装置 - Google Patents
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Description
また、レーザー光を伝送する光伝送路に静止側ジョイント部と回転側ジョイント部を有する光ロータリージョイントを用いた平面研磨装置においては、静止側ジョイント部に接続されている一次側光路から、回転側ジョイント部に接続されている二次側光路に向けて出射されるレーザー光の光強度は、静止側ジョイント部に対する回転側ジョイント部の回転角度によって周期的に変動する。この光ロータリージョイントを伝送するレーザー光について、本発明の発明者が行った研究によれば、一次側光路から出射されるレーザー光の偏光特性が直線偏光や楕円偏光である場合には、二次側光路を伝送するレーザー光の偏光方位と光強度は回転側ジョイント部の回転角度によって変動する。このとき、二次側光路を伝送するレーザー光の光強度は、一次側光路から出射されるレーザー光の光強度とほぼ同じ場合もあれば、ほぼゼロとなる場合もある。一方で、一次側光路から出射されるレーザー光の偏光特性が円偏光である場合には、二次側光路を伝送するレーザー光の偏光方位は回転側ジョイント部の回転角度に対応して変化するものの、その光強度は回転側ジョイント部の回転角度によらずほぼ一定となる。このとき、二次側光路を伝送するレーザー光の光強度は、一次側光路から出射されるレーザー光の光強度の約半分となる。
また、前記円偏光出力部は、前記光源からのレ−ザー光の偏光を円偏光のレーザー光に変換するための円偏光調整用偏波調整器であって、該円偏光調整用偏波調整器は、前記光源と静止側ジョイント部との間に設置されていてもよく、或いは、前記円偏光出力部は、円偏光のレーザー光を出力する光源であってもよい。
更に、前記二次側光路には、前記二次側光路を伝送するレーザー光の偏光を直線偏光に変換するための直線偏光調整用偏波調整器が設けられていることが好ましい。
そして、前記計測器は、前記二次側光路から伝送される直線偏光のレーザー光を、第1レーザー光と第2レーザー光とに分離する偏光ビームスプリッタと、該第1レーザー光及び第2レーザー光の偏光を円偏光に偏光する波長板と、前記波長板を通過した第1レーザー光を反射して、再度前記波長板に入射させる反射板とを有し、前記第2レーザー光を前記ワークに照射し、該ワークによって反射された反射光と、前記反射板によって反射された第1レーザー光の反射光を、前記偏光ビームスプリッタで合成することが望ましい。
図1から図4は、本発明に係る平面研磨装置の実施形態として、回転軸線L1を中心に回転する下定盤10と、機体2に支持され、回転軸線L2を中心に回転する上定盤20とを有し、これらの定盤10,20を回転させてワークWの両面を研磨する平面研磨装置1が示されている。この平面研磨装置において、回転軸線L1,L2は同一軸線上に配置されている。
一方で、偏光ビームスプリッタ42によって反射された直線偏光のS波は、λ/4板43bを通過する際に円偏光に変換され、ワークWで反射した後、同じ光路を戻って再度λ/4板43bを通過する際に直線偏光のP波に変換される。そして、直線偏光のP波に変換されたレーザー光が偏光ビームスプリッタ42を透過して、フォトディテクタ45に入射される。そして、二次側光ファイバー52から偏光ビームスプリッタ42に入射する際に分離されたレーザー光が、ミラー44やワークWによって反射されて、再度偏光ビームスプリッタ42に入射する際に合成されて、フォトディテクタ45に入射される。フォトディテクタ45に入射されたレーザー光は電気信号に変換されて演算制御部4に伝送され、この電気信号が演算制御部4で演算処理されて、図4に示されるように、サンプル数(時間)に対するワーク厚みとして画面に表示される。
また、上記片面研磨装置においても、両面研磨装置と同様に、偏光ビームスプリッタに直線偏光で入力し、ワークに照射されるレーザー光を円偏光に変換することで、ワークに到達するレーザー光の光強度の損失を最小限にすることができる。
3 光源
10 下定盤
20 上定盤
40 ワーク計測機構
41 計測器(プローブヘッド)
42 偏光ビームスプリッタ
43a,43b 波長板
44 反射板
50 光伝送路
51 一次側光ファイバー(一次側光路)
52 二次側光ファイバー(二次側光路)
53 円偏光調整用偏波調整器
54 直線偏光調整用偏波調整器
60 光ロータリージョイント
61 静止側ジョイント部
62 回転側ジョイント部
L1,L2 回転軸線
W ワーク
Claims (7)
- 機体に回転自在に支持された上定盤及び下定盤を有し、この上定盤と下定盤との間にワークを挟持し、両定盤を回転させて前記ワークの両面を研磨する平面研磨装置において、
該平面研磨装置は、レーザー光を用いて前記ワークを計測するワーク計測機構を備え、
該ワーク計測機構は、前記レーザー光を前記ワークに照射すると共に、該ワークからの反射光を受光する計測器と、光源から前記計測器に前記レーザー光を伝送する光伝送路とを有し、
前記計測器は、前記上定盤及び下定盤の一方に取り付けられ、
該光伝送路は、前記計測器を取り付けた定盤の回転軸線上に配置される光ロータリージョイントと、該光ロータリージョイントの一次側を前記光源に接続する一次側光路と、該光ロータリージョイントの二次側を前記計測器に接続する二次側光路とを備え、
前記光ロータリージョイントは、前記一次側光路に接続されて機体に対して固定的に設けられている静止側ジョイント部と、前記二次側光路に接続されて前記計測器を取り付けた定盤と共に回転する回転側ジョイント部とを有し、
前記一次側光路には、前記静止側ジョイント部を除いた位置に、円偏光のレーザー光を出力する円偏光出力部が設けられ、
前記円偏光出力部から一次側光路を通じて前記静止側ジョイント部に送られる円偏光のレーザー光が、該静止側ジョイント部から前記回転側ジョイント部に入射する、
ことを特徴とする平面研磨装置。 - 機体に支持された定盤と、ワークを保持する保持部とを有し、
該定盤と保持部の少なくとも一方を回転させ、
前記ワークと前記定盤を接触させた状態で、ワークの片面を研磨する平面研磨装置において、
該平面研磨装置は、レーザー光を用いて前記ワークを計測するワーク計測機構を備え、
前記ワーク計測機構は、前記レーザー光を前記ワークに照射すると共に、該ワークからの反射光を受光する計測器と、光源から前記計測器にレーザー光を伝送する光伝送路とを有し、
前記計測器は、前記定盤又は保持部の一方に取り付けられ、
該光伝送路は、前記計測器を取り付けた定盤又は保持部の回転軸線上に設けられる光ロータリージョイントと、該光ロータリージョイントの一次側を前記光源に接続する一次側光路と、該光ロータリージョイントの二次側を前記計測器に接続する二次側光路とを備え、
前記光ロータリージョイントは、前記一次側光路に接続されて機体に対して固定的に設けられている静止側ジョイント部と、前記二次側光路に接続されて前記定盤又は保持部の少なくとも一方と共に回転する回転側ジョイント部とを有し、
前記一次側光路には、前記静止側ジョイント部を除いた位置に、円偏光のレーザー光を出力する円偏光出力部が設けられ、
前記円偏光出力部から一次側光路を通じて前記静止側ジョイント部に送られる円偏光のレーザー光が、該静止側ジョイント部から前記回転側ジョイント部に入射する、
ことを特徴とする平面研磨装置。 - 前記円偏光出力部は機体に設置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の平面研磨装置。
- 前記円偏光出力部は、前記光源からのレ−ザー光の偏光を円偏光のレーザー光に変換するための円偏光調整用偏波調整器であり、該円偏光調整用偏波調整器は、前記光源と静止側ジョイント部との間に設置されていることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の平面研磨装置。
- 前記円偏光出力部は、円偏光のレーザー光を出力する光源であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の平面研磨装置。
- 前記二次側光路には、前記二次側光路を伝送するレーザー光の偏光を直線偏光に変換するための直線偏光調整用偏波調整器が設けられていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の平面研磨装置。
- 前記計測器は、前記二次側光路から伝送される直線偏光のレーザー光を、第1レーザー光と第2レーザー光とに分離する偏光ビームスプリッタと、該第1レーザー光及び第2レーザー光の偏光を円偏光に偏光する波長板と、前記波長板を通過した第1レーザー光を反射して、再度前記波長板に入射させる反射板とを有し、
前記第2レーザー光を前記ワークに照射し、該ワークによって反射された反射光と、前記反射板によって反射された第1レーザー光の反射光を、前記偏光ビームスプリッタで合成する、
ことを特徴とする請求項6に記載の平面研磨装置。
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