JPH08309648A

JPH08309648A - 研磨システム

Info

Publication number: JPH08309648A
Application number: JP7113337A
Authority: JP
Inventors: Isamu Takeuchi; 勇竹内; Toru Koyama; 亨小山; Tamotsu Shioda; 保潮田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1995-05-11
Filing date: 1995-05-11
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】形状測定装置と研磨装置とを備えた研磨システ
ムにおいて、研磨加工工程の効率化と、加工精度の向上
を図る。【構成】本研磨システムは、形状測定装置１、研磨装置
２、情報処理装置３の間を通信回線４により接続するこ
とにより構築される。そして、形状測定装置１と研磨装
置２は、それぞれ、光学素子Ｃの外周のマークＤを検出
する検出部１２、２０を備える。各装置１、２では、そ
れぞれ、光学素子Ｃを取付ける際、光学素子Ｃを、マー
クＤが検出部１２、２０で検出されるような位置に移動
させることにより、光学素子Ｃの位置決めが行われる。
そして、研磨装置２では、研磨工具１０が形状測定装置
１の測定子２２と、光学素子に対して相対的に同一な軌
道に沿って移動しながら光学素子Ｃの表面を研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、研磨対象物の前加工面
の形状を測定すると共に、測定結果に従って修正しなが
ら前記研磨対象物の表面を研磨する研磨システムに関
し、特に高い形状精度を要求される光学素子等の表面の
研磨加工に好適な研磨システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】短波長の光を光源とする形状測定装置に
使用される光学素子等には、高い精度が要求される。例
えばエキシマレーザーや軟Ｘ線等を光源とする装置等に
使用される光学素子にはｎｍオーダーの形状精度が要求
される。ところが、一般的な研削機械や切削機械等によ
って加工された光学素子では、このような用途において
要求される精度を満足することができない可能性が高
い。そこで、高性能な光学素子を作成するために、一般
的に、製造の最終工程としてスモールツール研磨加工が
行われるようになった。このスモールツール研磨加工
は、研磨対象である光学素子の径に比べて充分小径な研
磨工具（スモールツール）を用いて、積極的に前加工面
の形状を測定しながら、当該光学素子の表面の研磨加工
を繰返し行い、最終的に所定の形状精度および表面粗さ
に仕上げるものである。

【０００３】さて、その研磨方式は、トラバーススキャ
ンとラスタースキャンの２方式に大別される。

【０００４】トラバーススキャンは、研磨工具を、一定
速度で回転している光学素子の表面に接触させつつ所定
の平面内で揺動させることにより、当該光学素子の表面
を研磨する研磨方式である。この研磨方式は、非回転対
称な表面形状を含む光学素子の表面研磨には不向きであ
るが、研磨時間の短縮が図りやすいという利点を有して
いる。

【０００５】一方、ラスタースキャンは、所定の軌道に
沿って、静止した光学素子の表面で研磨工具を移動させ
ながら、当該光学素子の表面を研磨する研磨方式であ
る。この研磨方式は、非回転対称な表面形状を含む光学
素子の表面を比較的容易に研磨することができるという
利点を有しているが、反面、装置の構造が複雑化するの
で製造コストが増大するという欠点もある。

【０００６】このように、スモールツール研磨加工は、
研磨方式によって加工性能が相違するので、光学素子の
製造工程に適用する場合には、いずれか適当な研磨方式
によるものを採用するか検討する必要がある。

【０００７】ところで、このようなスモールツール研磨
を行う研磨装置として、砥粒加工学会誌Ｖｏｌ.３６Ｎ
ｏ.１１９９２１８ページに記載されているような構
成を備えた研磨装置が一般的に知られている。これは、
光学素子の形状を測定する形状測定手段と、光学素子の
表面を研磨する研磨手段と、本装置全体の制御と必要な
研磨除去量の算出等を行う演算処理部とを備えるもので
ある。ところが、このような研磨装置では、光学素子の
形状測定と研磨加工とを並行して行うことができないの
で、光学素子を効率よく加工するには不向きである。ま
た、このような各手段を装備させることが困難な場合も
ある。

【０００８】そこで、従来、光技術コンタクトＶｏｌ.
３２Ｎｏ.８１９９４４８ページ記載のスモールツー
ル研磨加工システムのような、研磨装置と形状測定装置
と情報処理装置とを通信回線で接続したシステムを構築
することにより、このような問題の解決を図っていた。
すなわち、このような研磨システムを構築することによ
り、形状測定装置と研磨装置とを同時稼働させることを
可能として、研磨加工工程の効率化を図った訳である。

【０００９】さて、このスモールツール研磨加工システ
ムでは、まず、形状測定装置（三次元測定機やレーザ干
渉計等）により、光学素子の形状を測定する。そして、
形状測定の結果、形状測定装置の制御部に蓄積された計
測データは、ＬＡＮ等の通信回線を介して、情報処理装
置（ワークステーション等）へと転送される。なお、こ
の軌道は、通常、情報処理装置により、作業者が予め設
定した計測パラメータから算出されるものである。

【００１０】情報処理装置は、この計測データに基づい
て、各測定位置において必要とされる研磨加工量を算出
し、さらに、算出された研磨加工量と単位時間当りの研
磨量とから各測定位置において必要とされる研磨の回数
を算出する。そして、この各測定位置と同一な位置を算
出された回数だけ研磨することができるように、研磨装
置において研磨工具を移動させる軌道を示す座標を算出
し、ＮＣコードへと変換する。そして、このＮＣコード
に変換された一連の座標を含むデータを、加工データと
して、通信回線を介して研磨装置へと転送する。

【００１１】研磨装置は、まず、転送された加工データ
を制御部に格納する。そして、光学素子が形状測定装置
から取り外されて研磨装置に設置されたら、例えば研磨
方式としてラスタースキャン方式を採用した研磨装置で
あれば、制御部に格納された加工データに基づいて、例
えば図６に示すような軌道に沿って研磨工具を移動させ
ながら、光学素子の表面の研磨加工を行う。この間に、
形状測定装置で他の光学素子の形状を測定しておけば、
複数の光学素子の研磨加工を効率的に行うことができ
る。

【００１２】なお、このような一連の処理は、最終的に
光学素子が所定の形状精度及び表面粗さに仕上がるまで
繰り返される。なお、研磨方式としてトラバーススキャ
ン方式を採用した研磨装置を用いた研磨システムにおい
ても、これと同様な流れで研磨加工が行われる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような、形状測
定装置と研磨装置とが独立している研磨システムでは、
それぞれの装置に対して光学素子の位置決めを行う必要
がある。このような装置に対する光学素子の位置決め
は、一般的に、以下のように行われている。まず、予め
光学素子の表面の所定の位置に、基準となるマークを付
けておく。そして、このマークの位置が装置の座標系の
原点となるように、測定装置及び形状測定装置に対する
原点調整を行い、さらに、このマークの位置を基準とし
て、形状測定装置の座標系に対する光学素子の相対的な
位置関係と、研磨装置の座標系に対する光学素子の相対
的な位置関係とが整合するように、測定装置及び形状測
定装置に対する光学素子の位置調整を行う。そして、従
来、このような光学素子の位置決めは、目視によって行
われていた。

【００１４】さて、前述したように形状測定と研磨加工
を繰り返して光学素子の表面を良好な状態に仕上げるこ
とを特徴とする研磨システムでは、形状測定を行う時に
は形状測定装置に光学素子を載置し、研磨加工を行う時
には研磨装置に光学素子を改めて載置し直すといった具
合に、使用する装置を頻繁に換える必要がある。そし
て、その度に、前述したような光学素子の位置決めを目
視により行うのは、熟練を要する面倒な作業であり、こ
のことは、研磨加工工程の効率化の妨げとなっていた。
また、このような光学素子の位置決めを、個人差が大き
い目視によって行うと、位置決め精度がばらつくことが
多く、このことは、最終的な、加工精度の低下の原因と
なっていた。

【００１５】そこで、本発明は、形状測定装置と研磨装
置とを備えた研磨システムにおいて、研磨加工工程の効
率化を図ることを目的とする。また、このような研磨シ
ステムで行われる研磨加工において、加工精度を向上さ
せることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的の達成のため、
本発明では、研磨対象物の表面の形状を測定する形状測
定装置と、前記形状測定装置が測定した研磨対象物の表
面の形状データに基づいて算出された研磨加工量に応じ
て前記研磨対象物の表面を研磨する研磨装置とを備えた
研磨システムであって、前記研磨装置は、前記研磨対象
物を保持すると共に保持した前記研磨対象物の位置を変
化させるステ−ジと、前記ステ−ジに保持された前記研
磨対象物の、前記形状測定装置における測定の基準の位
置とした前記研磨対象物の位置を特定可能な個所に付さ
れたマークを検出する検出手段と、前記ステ−ジを制御
し、前記検出手段が検出したマ−クの位置に応じて定ま
る、前記ステ−ジに保持された研磨対象物の前記形状測
定装置における測定の基準の位置とした前記研磨対象物
の位置が、前記研磨装置における研磨の基準とする位置
に位置するように前記研磨対象物を位置づける制御手段
と、前記研磨装置における研磨の基準とする位置に位置
した前記研磨対象物の表面を研磨する研磨手段とを有す
ることを特徴とする研磨システムを提供する。

【００１７】

【作用】本発明に係る研磨システムによれば、前記制御
手段は、前記研磨対象物を保持したステ−ジを制御し、
前記検出手段が検出したマ−クの位置に応じて定まる、
前記ステ−ジに保持された研磨対象物の前記形状測定装
置における測定の基準の位置とした前記研磨対象物の位
置が、前記研磨装置における研磨の基準とする位置に位
置するように前記研磨対象物を位置づける。

【００１８】このような構成により、研磨装置で研磨を
行う際に、研磨対象物に付されたマ−クの位置に応じて
研磨対象物の位置決めを行うことができるので、作業者
は、目視によって研磨対象物の位置決めを行う必要がな
くなる。このように面倒な作業が省かれるので、結果的
に、研磨加工工程の効率化を図ることができる。また、
目視と異なり、装置に対する研磨対象物の位置決めを正
確に行うことができるので、最終的な加工精度が向上す
る。

【００１９】このような研磨システムにおいて研磨加工
を行う場合に、研磨対象物に付されたマークの位置が、
形状測定装置および研磨装置の座標系に対して同等な位
置となるように研磨対象物の位置決めを行うようにすれ
ば、研磨対象物の表面の任意の点の位置は、研磨装置の
座標系と、形状測定装置の座標系とで、同じ座標（Ｘ，
Ｙ）によって示すことができる。したがって、このよう
な位置決めを行ってから、研磨装置の研磨工具を、この
座標（Ｘ，Ｙ）の通りに移動させれば、研磨装置の研磨
工具は、研磨対象物の表面の各点を、測定に際して形状
測定装置の測定子が通った軌跡に沿って通過することに
なる。すなわち、このように研磨対象物の位置決めを行
い、かつ、このように研磨装置の研磨工具の軌道を決定
するならば、形状測定装置が測定した座標（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）から研磨工具が移動する軌道を示す座標（Ｘ，Ｙ，
Ｚ）を算出する際に、Ｘ成分、Ｙ成分について座標変換
を行う必要がなくなる。

【００２０】

【実施例】以下、添付の図面を参照しながら、本発明に
係る実施例を説明する。ただし、添付の図面中では、鉛
直方向がＺ軸方向となるように決定した直交座標系を用
いることとする。

【００２１】まず、図１を参照しながら、本発明に係る
研磨システムの基本的な構成について説明する。さて、
本発明に係る研磨システムは、基本的には、先に従来の
技術の項で説明したスモールツール研磨システムと同様
な構成からなる。従って、以下、図１の研磨システムを
構成する各ブロックを、前述のスモールツール研磨シス
テムの構成に対応付けながら説明する。

【００２２】図１において、１は本実施例に係る形状測
定装置、２は本実施例に係る研磨装置、３はワークステ
ーション等の情報処理装置である。これらは、それぞ
れ、前述のスモールツール研磨システムの形状測定装
置、研磨装置、情報処理装置に相当し、かつ、光学素子
Ｃ等の研磨加工工程において、各々相当する装置と同様
な処理を行うものである。そして、前述のスモールツー
ル研磨システムと同様に、形状測定装置１と情報処理装
置３との間及び研磨装置２と情報処理装置３との間は、
計測データＡ及び加工データＢを送信するために、それ
ぞれＬＡＮ等の通信回線４により接続されている。以
下、光学素子Ｃを研磨対象物とした場合を一例に挙げて
説明するが、本研磨システムの研磨対象物はこれに限定
されるものではない。すなわち、本研磨システムは、研
磨対象物の表面を高精度に仕上げることができるという
特徴を有するので、一般に高い形状精度を要求されるも
のの表面研磨であれば充分対応することが可能である。

【００２３】さて、このように構築された研磨システム
において行われるスモールツール研磨加工について説明
する前に、図１の形状測定装置１及び研磨装置２の構成
について説明しておく。ただし、図２及び図３の光学素
子Ｃの外周には、予め、鉛筆等により、各装置１、２に
対して光学素子Ｃの位置決めを行う際の基準となるマー
クＤが付けられているものとする。なお、マークＤを付
けるものは、必ずしも鉛筆である必要はなく、研磨対象
物の表面にマークＤが付け易いものとか、後述の各装置
の検出器１２、２０により検出しやすいマークＤが付け
られるもの等、本実施例に係る研磨システムで行われる
処理上に都合が良いものあれば、例えばマジックインキ
等でも構わない。あるいは、シールのように、研磨対象
物の表面に接着するようなものであっても構わない。

【００２４】まず、図１の研磨装置２の基本的な構成に
ついて、図２に示した研磨装置２の外観と対応付けなが
ら説明する。

【００２５】さて、図１の研磨装置２は、図２に示すよ
うに、常に、研磨対象物である光学素子Ｃを載置する回
転ステージ１６の上面がＸＹ平面に水平となるような状
態で設置されている。そして、光学素子Ｃの表面を研磨
する研磨工具１０は、ツール軸１１により保持されてい
る。また、光学素子Ｃの外周に付けられたマークＤを検
出する検出器１２は、検出器保持部１３により保持され
ている。なお、この検出器１２は、後述する形状測定装
置１が備える検出器２０と同等なものなので、その詳細
は後でまとめて説明することとする。ツール軸１１およ
び検出器保持部１３はアーム１４によりＺ方向に駆動さ
れ、さらに、アーム１４は駆動軸１５によりＸ方向に駆
動される。

【００２６】一方、光学素子Ｃは、ＸＹ平面内で回転す
る回転ステージ１６上に載置される。なお、回転ステー
ジ１９上には芯出し機構（不図示）があり、これによっ
て光学素子Ｃを固定し、かつ光学素子Ｃの芯出しを行
う。そして、この回転ステージ１６は、移動ステージ１
７によりＹ方向に駆動される。

【００２７】そして、制御部１８は、アーム１４、駆動
軸１５、回転ステージ１６、移動ステージ１７をそれぞ
れ駆動させる各駆動機構（不図示）を制御して、それら
を駆動させることにより、研磨工具１０及び検出器１２
を、光学素子Ｃに対して相対的に移動させる。なお、こ
のような駆動機構の制御以外にも、制御部１８は、研磨
装置２を構成する他のブロックの制御や、情報処理装置
３から転送された加工データの保持等を行う。

【００２８】次に、図１の形状測定装置１の基本的な構
成について、図３に示した形状測定装置１の外観と対応
付けながら説明する。なお、本実施例に係る形状測定装
置１は、非接触に、測定対象物である光学素子Ｃの表面
形状の測定を行うものであるが、必ずしも、このような
測定を行うものである必要はなく、例えば、光学素子Ｃ
の表面に傷や変形等が生じるというような問題がなけれ
ば、光学素子Ｃの表面に測定子を接触させながら光学素
子Ｃの表面形状の測定を行うものであっても構わない。
なお、非接触に測定対象物の形状を測定するものとして
は、例えば、レーザ光等を利用するもの等が挙げられ
る。

【００２９】さて、図１の形状測定装置１は、図３に示
すように、常に、測定対象物である光学素子Ｃを載置す
る回転ステージ２５の上面がＸＹ平面に水平となるよう
な状態で設置されている。そして、光学素子Ｃの外周に
付けられたマークＤを検出する検出器２０は、検出器保
持部２１により保持されている。なお、この検出器２０
についての詳細は、前述したように、研磨装置２の備え
る検出器１２と共に後でまとめて説明する。さて、検出
器保持部２１及び、光学素子Ｃの表面の形状を前述の測
定方法により測定する測定子２２は、アーム２３により
Ｚ方向に駆動され、さらに、アーム２３は駆動軸２４に
よりＸ方向に駆動される。

【００３０】一方、光学素子Ｃは、ＸＹ平面内で回転す
る回転ステージ２５上に載置される。なお、回転ステー
ジ２５上には芯出し機構（不図示）があり、これによっ
て光学素子Ｃを固定し、かつ光学素子Ｃの芯出しを行
う。そして、この回転ステージ２５は、移動ステージ２
６によりＹ方向に駆動される。

【００３１】そして、制御部２７は、アーム２３、駆動
軸２４、回転ステージ２５、移動ステージ２６をそれぞ
れ駆動させる各駆動機構（不図示）を制御して、それら
を駆動させることにより、測定子２２及び検出器２０
を、光学素子Ｃに対して相対的に移動させる。なお、こ
のような駆動機構の制御以外にも、制御部２７は、形状
測定装置１を構成する他のブロックを制御したり、情報
処理装置３に転送するために、測定中に光学素子Ｃの形
状データＡを保持したりする。

【００３２】さて、ここで、前述したように、図２の研
磨装置２及び図３の形状測定装置が備える検出器１２、
２０について、図４を参照しながら説明する。なお、光
学素子Ｃは、既に、芯出し機構により、回転ステージ１
６、２５上に固定され、かつ芯出しされているものとす
る。

【００３３】図２の研磨装置２及び図３の形状測定装置
が備える検出器１２、２０は、図４に示すように、光学
素子Ｃの側面方向から測定光Ｅを照射する検出投光器３
０、光学素子Ｃの側面で反射した測定光Ｅを受光する受
光部３１、受光部３１が受光した測定光Ｅの強度に応じ
てＯＮ／ＯＦＦ信号を出力するＩ／Ｏ制御部３２等から
構成される。すなわち、検出投光器３０からの測定光Ｅ
が光学素子Ｃの外周に付けられたマークＤを照明して、
受光部３１がマークＤを含んだ領域で反射した測定光Ｅ
を受光した場合にだけ、Ｉ／Ｏ制御部３２は、ＯＦＦ信
号を出力することになる。なお、光学素子ＣにマークＤ
を付けた物の材料によって、マークＤを含んだ領域で反
射した測定光Ｅの強度が異なるので、例えば、Ｉ／Ｏ制
御部３２が、所定のしきい値により前記測定光Ｅの強度
をＯＮ／ＯＦＦ信号に変換するのであれば、このことを
充分考慮して、しきい値を適当に決定したり、マークＤ
を付けるために用いるインク等を適当に選択する必要が
ある。

【００３４】さて、このような検出部１２、２０によ
り、光学素子Ｃの外周に付けられたマークＤを検出する
には、制御部１８、２７は、装置１、２を構成する各部
を以下のように制御する必要がある。

【００３５】まず、制御部１８、１７は、アーム１４、
２３、駆動軸１５、２４、移動ステージ１７、２６をそ
れぞれ適当に駆動させる。また、検出器１２、２０を、
一旦、回転ステージ１９上面付近に移動させ、さらに、
光学素子Ｃの外周に付けられたマークＤを検出できるよ
うに、光学素子Ｃの近傍に移動させる。そして、Ｉ／Ｏ
制御部２７から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号に応じて、
デジタルサーボモータコントローラ３３を制御し、回転
ステージ１６、２５を回転させる駆動機構であるモータ
部３４を駆動する。すなわち、Ｉ／Ｏ制御部２７からＯ
Ｎ信号が出力されている場合には、回転ステージ１６、
２５を一定の回転方向（例えば時計周り）に所定の角度
だけ回転させ、ＯＦＦ信号が出力されたら回転ステージ
１６、２５を停止させる。

【００３６】以上で、各装置１、２の検出部１２、２０
についての説明を終わるが、本実施例に係る研磨システ
ムでは、このような、光学素子Ｃの外周に付けられたマ
ークＤを基準とした光学素子Ｃの位置決めを各々の装置
１、２で行うことにより、各々の装置１、２の座標系に
対して相対的に同じ位置に光学素子Ｃを設置することが
できる。従って、作業者が、面倒な、目視による光学素
子の位置決めを行う必要がなくなるので、研磨加工工程
の効率化を図ることができる。また、目視と異なり、精
度良く位置決めを行うことができるので、従来問題とさ
れていたように、最終的な加工精度が低下するというこ
とがない。なお、本実施例では光学素子Ｃの外周にマー
クＤを付しているが、このような位置決めを行うには、
マーク位置をここに限定する必要はない。すなわち、光
学素子Ｃを各装置１、２の備える回転ステージ１６、２
５上に載置した時に、光学素子Ｃの表面に、回転ステー
ジ１６、２５の回転軸上の一点とならないマークを付せ
ば、このような光学素子Ｃの位置決めを行う上でなんら
問題を生じない。ただし、それは、当然、各装置１、２
の備える検出部１２、２０により検出可能な、光学素子
Ｃの表面の位置に付されていることを前提とする。

【００３７】また、各装置１、２にそれぞれ配置された
検出器１２、２０検出器１２、２０で光学素子Ｃに付け
られたマークＤを検出することによって、各装置１、２
に対する光学素子Ｃに付けられたマークＤの位置が、各
装置１、２の座標系に対して同等となるように、光学素
子Ｃの位置決めを行えば、光学素子Ｃの表面の任意の点
の、研磨装置２の座標系における位置と、形状測定装置
１の座標系における位置は、同じ座標（Ｘ，Ｙ）によっ
て示すことができる。したがって、形状測定装置１の座
標系で測定子２２が移動する軌道を示す、一連の座標
（Ｘ，Ｙ）の通りに、研磨装置２の座標系で研磨工具１
０を移動させれば、この研磨工具１０は、光学素子Ｃの
表面の各点を、測定に際して測定子２２が通った軌跡に
沿って通過する。すなわち、形状測定装置１の測定子２
２が移動する軌道を示す、一連の座標（Ｘ，Ｙ）を、そ
のまま、研磨装置２の研磨工具１０を移動させる軌道を
示す、研磨装置２の座標系における座標（Ｘ，Ｙ）とし
て用いることができる。したがい、本実施例によれば、
情報処理装置３において形状測定装置１が測定した座標
(Ｘ，Ｙ，Ｚ)から研磨工具１０が移動する軌道を示す座
標(Ｘ，Ｙ，Ｚ)に算出する際に従来行っていた二つの操
作、ｉ）研磨時の軌道に整合させるために行っていた形状測
定装置１が測定した座標(Ｘ，Ｙ，Ｚ)のうちのＸ成分、
Ｙ成分の座標変換。

【００３８】ｉｉ）形状測定装置１が測定した座標
(Ｘ，Ｙ，Ｚ)と目標値から座標変換を行った座標(Ｘ，
Ｙ）における研磨量を特定するＺ座標の算出。

【００３９】のうちの、ｉ）Ｘ成分、Ｙ成分についての
座標変換は不要となる。

【００４０】それでは、最後に、このような形状測定装
置１と研磨装置２とを備えた本研磨システムにおいて、
スモールツール研磨加工によって光学素子Ｃの表面研磨
を行う場合の処理の流れについて、図５を参照しながら
説明する。なお、研磨措置２での研磨加工中に光学素子
Ｃの外周に付けられたマークＤが消える可能性があるこ
とを考慮して、ここでは、形状測定措置１から光学素子
Ｃを取り外す間際に、マークＤを改めて光学素子Ｃの外
周に付け直し、研磨措置２では、この新たなマークＤを
基準として、前述した方法により光学素子Ｃの位置決め
を行うこととする。ただし、このような場合には、形状
測定措置１が備える回転ステージ２５上に予め付けられ
た印を基準として、毎回、光学素子Ｃの外周にマークＤ
を付け直すようにするなど、常に、形状測定装置１の座
標系における特定の座標(Ｘ，Ｙ）が示す位置にマーク
Ｄが付されるようにする必要がある。このようにすれ
ば、形状測定装置１では、検出部２０によりマークＤを
検出する必要がないことになる。ただし、研磨加工中に
消えないような光学素子Ｃの外周の適当な位置にマーク
Ｄが付けられていて、このような可能性がない場合であ
れば、形状測定装置１でも、検出部２０により当初のマ
ークＤを検出して、光学素子Ｃの位置決めを行うことが
できるので、わざわざマークＤを付け直す必要はない。

【００４１】図５において、まず、Ｓ５０１で、作業者
は、形状測定装置１の回転ステージ２５上に光学素子Ｃ
を載置し、芯出し機構により、光学素子Ｃの芯出しを行
う。次に、Ｓ５０２で、作業者は、情報処理装置３に、
例えば測定子２２で光学素子Ｃの表面を測定するサンプ
リング間隔や、光学素子Ｃの目標形状を示す目標形状デ
ータ等の、必要な測定パラメータを入力する。

【００４２】その後、情報処理装置３は、Ｓ５０３で、
測定パラメータから測定子２２の軌道を決定する座標等
を含む軌道データを算出したら、Ｓ５０４で、通信回線
４を通じてそれを形状測定装置１の制御部２７に転送す
る。その後、Ｓ５０５で、形状測定装置１は、制御部２
７の指示により、この軌道データが示す軌道（図６参
照）に従って測定子２２を移動させながら、当該測定子
２２によって光学素子Ｃの表面形状を連続的に測定す
る。なお、計測中は、得られた形状データＡを保持して
おく。そして、測定が終了したら、Ｓ５０６で、形状測
定装置１の制御部２７は、保持した計測データＡを通信
回線を通じて情報処理装置３へと転送する。Ｓ５０７
で、情報処理装置３は、転送された計測データＡと目標
形状データとから必要な研磨加工量等を算出し、これが
所定の数値の範囲内であったら、研磨加工が終了したと
判定する（Ｓ５０８）。それ以外の場合には、Ｓ５０９
で、研磨加工量等のデータをＮＣコードへと変換して、
加工データを作成した後、研磨装置２の制御部１８へと
転送する。なお、加工データは、一時的に、研磨装置２
の制御部１８に保持される。そして、この間、作業者
は、鉛筆等により光学素子Ｃの外周にマークＤを付けて
おく。その後、Ｓ５１０で、作業者は、形状測定装置１
の回転ステージ２５上から取外してから、研磨装置２の
回転ステージ１６上に光学素子Ｃを載置し、さらに、芯
出し機構によって光学素子Ｃの芯出しを行う。この光学
素子Ｃの芯出しが終了したら、研磨装置２では、制御部
１８の指示により、Ｓ５１１で、検出器１２によるマー
クＤの検出、前述の光学素子Ｃの位置決めが行われる。
その後、Ｓ５１２で、加工データに従って、図６に示す
ような測定軌道と同じ軌道に沿って研磨工具１０を移動
させながら光学素子Ｃの表面を研磨する。そして、Ｓ５
０８で研磨加工の終了が判定されるまで、この一連の処
理は、繰り返される。なお、情報処理装置３が、Ｓ５０
２で設定された測定パラメータを、光学素子Ｃに対応付
けて記憶するようにしておけば、この一連の処理を繰り
返す場合でも、作業者は、再度の測定パラメータの入力
を行う必要はない。

【００４３】また、研磨加工中に消えないような光学素
子Ｃの外周の適当な位置にマークＤを付けて、形状測定
装置１でも検出部２０により当初のマークＤを検出して
光学素子Ｃの位置決めを行うのであれば、光学素子Ｃへ
のマークＤ付けは、Ｓ５０１で光学素子Ｃの芯出しを行
った後であり、かつ、Ｓ５０５で光学素子Ｃの表面形状
の測定を行う前の適当なタイミングで行うことが望まし
い。ただし、この場合には、Ｓ５１０で行うマークＤ付
けは初回だけ行えば良い。

【００４４】以上、本実施例に係る研磨システムにおい
て光学素子Ｃの表面研磨を行う場合の処理の流れについ
て、ラスタースキャン方式を採用した場合を一例として
説明したが、必ずしもこの方式である必要はなく、例え
ば光学素子Ｃの形状が回転対象である場合にはトラバー
ススキャン方式を採用するなど、研磨対象物の形状に応
じて、採用する研磨方式を決定することが望ましい。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、形状測定装置と研磨装
置とを備えた研磨システムにおいて、研磨加工工程の効
率化を図ることができる。また、このような研磨システ
ムで行われる研磨加工において、加工精度を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る研磨システムの基本的な構成を示
すブロック図である。

【図２】図１の研磨装置２の正面図である。

【図３】図１の形状測定装置１の正面図である。

【図４】図１の研磨装置２の検出部１２、及び図２の形
状測定装置１の検出部２０の構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本発明に係るスモールツール研磨加工の処理の
流れを示すフローチャートである。

【図６】図２の研磨工具１０、及び図３測定子２２の軌
道を説明する図である。

【符号の説明】

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨対象物の表面の形状を測定する形状測
定装置と、前記形状測定装置が測定した研磨対象物の表
面の形状データに基づいて算出された研磨加工量に応じ
て前記研磨対象物の表面を研磨する研磨装置とを備えた
研磨システムであって、前記研磨装置は、前記研磨対象物を保持すると共に保持した前記研磨対象
物の位置を変化させるステ−ジと、前記ステ−ジに保持された前記研磨対象物の、前記形状
測定装置における測定の基準の位置とした前記研磨対象
物の位置を特定可能な個所に付されたマークを検出する
検出手段と、前記ステ−ジを制御し、前記検出手段が検出したマ−ク
の位置に応じて定まる、前記ステ−ジに保持された研磨
対象物の前記形状測定装置における測定の基準の位置と
した前記研磨対象物の位置が、前記研磨装置における研
磨の基準とする位置に位置するように前記研磨対象物を
位置づける制御手段と、前記研磨装置における研磨の基準とする位置に前記研磨
対象物の表面を研磨する研磨手段とを有することを特徴
とする研磨システム。
【請求項２】研磨対象物の表面の形状を測定する形状測
定装置と、前記形状測定装置が測定した研磨対象物の表
面の形状データに基づいて算出された研磨加工量に応じ
て前記研磨対象物の表面を研磨する研磨装置とを備えた
研磨システムであって、前記研磨対象物には、予めマークが付されており、前記形状測定装置は、前記研磨対象物を保持すると共に保持した前記研磨対象
物の前記形状測定装置に対する相対位置を変化させる第
１のステ−ジと、前記第１のステ−ジに保持された前記
研磨対象物に付されたマークを検出する第１の検出手段
と、前記ステ−ジを制御し前記第１の検出手段が検出し
たマ−クの位置に応じて定まる研磨対象物の所定の基準
位置が、前記形状測定装置の測定の基準位置に位置する
ように前記第１のステ−ジに保持された研磨対象物を位
置づける第１の制御手段と、前記位置づけた前記研磨対
象物の表面の形状を測定する測定手段とを有し、前記研磨装置は、前記研磨対象物を保持すると共に保持した前記研磨対象
物の前記研磨装置に対する相対位置を変化させる第２の
ステ−ジと、前記第２のステ−ジに保持された前記研磨
対象物に付されたマークを検出する第２の検出手段と、
前記第２の検出手段が検出したマ−クの位置に応じて定
まる前記研磨対象物の前記所定の基準位置が、前記研磨
装置の研磨の基準位置に位置するように前記第１のステ
−ジに保持された研磨対象物を位置づける第２の制御手
段と、前記位置づけた前記研磨対象物の表面を研磨する
研磨手段とを有することを特徴とする研磨システム。
【請求項３】請求項２記載の研磨システムであって、さらに、情報処理装置を備え、前記形状測定装置の測定手段は、前記第１のステ−ジに
対して与えられた第１のＸＹＺ直交座標系のＸＹ座標に
関して所定の軌道上を前記研磨対象物に対して相対的に
移動しながら、前記各軌道上の各ＸＹ座標における前記
研磨対象物の表面の第１のＸＹＺ直交座標系におけるＺ
座標を測定する測定子を備え、前記情報処理装置は、前記測定子が測定した第１のＸＹ
Ｚ直交座標系の各ＸＹ座標における前記研磨対象物の表
面の第１のＸＹＺ直交座標系のＺ座標の値に基づいて、
前記研磨装置の行う研磨動作を規定する加工データを作
成し、前記研磨装置の研磨手段は、前記情報処理装置が作成し
た加工データに基づき、前記研磨対象物の表面を研磨
し、前記加工データは、前記測定子が前記研磨対象物に対し
て相対的に移動した軌道と相対的に同じ軌道上を、前記
第２のステ−ジに対して与えられた第２のＸＹＺ直交座
標系のＸＹ座標に関して前記研磨対象物に対して相対的
に移動しながら、各軌道上の各ＸＹ座標における前記研
磨対象物の表面を第２のＸＹＺ座標系のＺ軸方向に研磨
する研磨動作を規定する加工データであることを特徴と
する研磨システム。