KR20180038976A - Surface polishing apparatus - Google Patents

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KR20180038976A
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유스케 이노우에
히데아키 요시하라
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스피드팸 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention relates to a surface polishing device polishing the surface of a work while measuring the work. The surface polishing device suppresses a change in light intensity of an optical signal transmitting optical fiber by suppressing a change in the light intensity by a rotation angle of a joint unit of a rotation side. The surface polishing device (1) includes: an optical rotary joint (60); a first side optical fiber (51) connecting a first side of the optical rotary joint (60) to a light source (3); and a second side optical fiber (52) connecting a second side of the optical rotary joint (60) to a measuring device (probe head) (41). The optical rotary joint (60) has: a stop side joint unit connected to the first side optical fiber (51) and fixed to a device body; and a rotation side joint unit rotating with a rotation axis of an upper surface plate (20) by being connected to the second side optical fiber (52). The optical rotary joint (60) also has a circular polarization output unit (53) outputting a circularly polarized laser beam from the light source (3) to the stop side joint unit.

Description

평면 연마 장치{SURFACE POLISHING APPARATUS}[0001] SURFACE POLISHING APPARATUS [0002]

본 발명은 워크의 평면을 연마하는 평면 연마 장치에 관한 것이며, 특히 워크를 계측하면서 워크의 평면을 연마하는 평면 연마 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a planar polishing apparatus for polishing a plane of a work, and more particularly to a planar polishing apparatus for polishing a plane of a work while measuring a work.

워크의 평면을 연마하는 평면 연마 장치로서 일반적으로 워크의 양면을 동시에 연마하는 양면 연마 장치나 워크의 편면을 연마하는 편면 연마 장치가 알려져 있다. 이들 평면 연마 장치에서는 워크의 연마 정밀도를 향상시키기 위해서 워크의 두께나 단면 형상 등을 계측하면서 워크의 평면을 연마하는 것이 행해지고 있다. 예를 들면, 특허문헌 1의 도 5에는 워크를 향해서 측정광을 조사함과 아울러 그 반사광을 수광하는 두께 측정 장치를 회전 가능한 상정반에 부착시킨 평면 연마 장치가 개시되어 있다. 이 평면 장치에서는 워크의 연마 중에 두께 측정 장치로부터 워크를 향해서 측정광이 출사되어 워크에서 반사된 반사광이 두께 측정 장치에서 수광된다. 그리고 두께 측정 장치에서 수광된 반사광은 광파이버 케이블, 광파이버 로터리 조인트를 통해 외부의 연산 장치로 전송되고, 이 연산 장치에서 워크 두께가 연산된다.2. Description of the Related Art As a planar polishing apparatus for polishing a plane of a work, there is generally known a double-side polishing apparatus for simultaneously polishing both sides of a work or a single-side polishing apparatus for polishing one side of a work. In these planar polishing apparatuses, in order to improve the polishing precision of the work, polishing of the plane of the work while measuring the thickness and cross-sectional shape of the work has been carried out. For example, in FIG. 5 of Patent Document 1, there is disclosed a planar polishing apparatus in which a thickness measuring device for irradiating measurement light toward a work and for receiving the reflected light is attached to a rotatable supporter. In this planar device, the measurement light is emitted from the thickness measuring device toward the work during polishing of the work, and the reflected light reflected by the work is received by the thickness measuring device. The reflected light received by the thickness measuring device is transmitted to an external computing device through an optical fiber cable and an optical fiber rotary joint, and the thickness of the work is calculated in this computing device.

그런데 이 종류의 광 로터리 조인트는 기체 등의 고정 부재에 대해서 고정적으로 설치되어 정지측 광파이버를 유지하는 정지측 조인트부와, 상정반 등의 회전 부재와 함께 회전하여 회전측 광파이버를 유지하는 회전측 조인트부를 갖고 있다. 그리고 특허문헌 2에도 나타내어지는 바와 같이 이 종류의 광 로터리 조인트에 광신호를 입사하면 광신호의 광량(광강도)이 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 변동된다. 그 때문에 특허문헌 1에 기재되어 있는 평면 연마 장치의 광 로터리 조인트에 광신호를 전송하면 이 광신호의 광량이 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 변동되어 워크 두께의 계측값이 시간적으로 변동된다. 그러나 워크 두께의 계측값이 변동되면 워크의 연마 정밀도에 영향이 생기기 때문에 워크의 두께나 단면 형상 등의 계측값의 변동을 억제하는 것이 요망되고 있다.The optical rotary joint of this type includes a stationary side joint portion fixedly provided on a stationary member such as a base and holding the stationary optical fiber, a rotating side joint rotating together with the rotating member such as a half mirror and holding the rotating side optical fiber It has wealth. As shown in Patent Document 2, when an optical signal is incident on this kind of optical rotary joint, the light intensity (light intensity) of the optical signal is varied by the rotation angle of the rotation side joint portion. Therefore, when an optical signal is transmitted to the optical rotary joint of the planar polishing apparatus described in Patent Document 1, the light amount of the optical signal varies with the rotation angle of the rotation side joint portion, and the measured value of the work thickness varies temporally. However, if the measurement value of the work thickness fluctuates, the polishing accuracy of the workpiece is affected, and it is desired to suppress the fluctuation of the measured value such as the thickness of the workpiece and the sectional shape.

일본 특허공개 2008-227393Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-227393 일본 특허공개 2002-178257Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-178257

본 발명의 기술적 과제는 워크를 계측하면서 워크의 평면을 연마하는 평면 연마 장치에 있어서 회전측 조인트부의 회전 각도에 의한 광강도의 변동을 억제함으로써 광파이버나 광 로터리 조인트 등의 전송로 및 계측기를 전송하는 광신호의 광강도의 변동을 억제하는 평면 연마 장치를 제공하는 것에 있다.A technical problem of the present invention is to provide a planar polishing apparatus for polishing a plane of a work while measuring workpieces, wherein a transmission path and an instrument such as an optical fiber and an optical rotary joint are transmitted by suppressing fluctuation of light intensity due to the rotation angle of the rotation side joint portion And to suppress the fluctuation of the light intensity of the optical signal.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 회전 가능하게 지지된 상정반 및 하정반을 갖고, 이 상정반과 하정반 사이에 워크를 협지하고, 양 정반을 회전시켜서 상기 워크의 양면을 연마하는 평면 연마 장치에 있어서 상기 평면 연마 장치는 상기 어느 하나의 정반에 부착되어 레이저광을 사용하여 상기 워크를 계측하는 워크 계측 기구를 구비하고, 상기 워크 계측 기구는 상기 레이저광을 상기 워크에 조사함과 아울러 상기 워크로부터의 반사광을 수광하는 계측기와 광원으로부터 상기 계측기에 상기 레이저광을 전송하는 광전송로를 갖고, 상기 광전송로는 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반의 회전축선 상에 배치되는 광 로터리 조인트와, 상기 광 로터리 조인트의 일차측을 상기 광원에 접속하는 일차측 광로와, 상기 광 로터리 조인트의 이차측을 상기 계측기에 접속하는 이차측 광로를 구비하고, 상기 광 로터리 조인트는 상기 일차측 광로에 접속되어서 기체에 대하여 고정적으로 설치되어 있는 정지측 조인트부와, 상기 이차측 광로에 접속되어서 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반과 함께 회전하는 회전측 조인트부를 갖고, 상기 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광의 레이저광을 출력하는 원편광 출력부를 설치하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a planar polishing apparatus for polishing both surfaces of a work by sandwiching a work between the supposition and the lower half, Wherein the planar polishing apparatus has a work measuring mechanism attached to one of the platens and measuring the work using laser light, wherein the work measuring mechanism irradiates the work with the laser light, And an optical transmission line for transmitting the laser light from the light source to the measuring instrument, wherein the optical transmission line includes an optical rotary joint disposed on the rotation axis of the base on which the work measurement mechanism is mounted, A primary side optical path connecting the primary side of the joint to the light source, and a secondary side of the optical rotary joint And a secondary side optical path connected to the measuring device, wherein the optical rotary joint has a stationary side joint portion connected to the primary side optical path and fixedly installed with respect to the base, and a stationary side joint portion connected to the secondary side optical path, And a circularly polarized light output unit for outputting circularly polarized laser light is provided between the light source and the stationary side joint part.

또한, 본 발명은 정반과, 워크를 유지하는 유지부를 갖고, 상기 정반과 유지부 중 적어도 한쪽을 회전시켜 상기 워크와 상기 정반을 접촉시킨 상태에서 워크의 편면을 연마하는 평면 연마 장치에 있어서, 상기 평면 연마 장치는 상기 정반 또는 유지부 중 어느 하나에 부착되어 레이저광을 사용하여 상기 워크를 계측하는 워크 계측 기구를 구비하고, 상기 워크 계측 기구는 상기 레이저광을 상기 워크에 조사함과 아울러, 상기 워크로부터의 반사광을 수광하는 계측기와 상기 광원으로부터 상기 계측기에 레이저광을 전송하는 광전송로를 갖고, 상기 광전송로는 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반 또는 유지부의 회전축선 상에 설치된 광 로터리 조인트와, 상기 광 로터리 조인트의 일차측을 상기 광원에 접속하는 일차측 광로와, 상기 로터리 조인트의 이차측을 상기 계측기에 접속하는 이차측 광로를 구비하고, 상기 광 로터리 조인트는 상기 일차측 광로에 접속되어 기체에 대해 고정적으로 설치되어 있는 정지측 조인트부와 상기 이차측 광로에 접속되어 상기 정반 또는 유지부 중 적어도 한쪽과 함께 회전하는 회전측 조인트부를 갖고, 상기 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광 레이저광을 출력하는 원편광 출력부를 설치하는 것을 특징으로 한다.The present invention also provides a planar polishing apparatus having a base and a holding portion for holding a work, and polishing at least one of the base and the holding portion to bring the work and the base in contact with each other, Wherein the planar polishing apparatus has a workpiece measuring mechanism attached to either one of the table or the holding section for measuring the workpiece using laser light, the workpiece measuring mechanism irradiating the workpiece with the laser light, And an optical transmission line for transmitting a laser beam from the light source to the measuring instrument, wherein the optical transmission line includes an optical rotary joint provided on a rotation axis of a table or a holding part to which the workpiece measuring mechanism is attached, A primary side optical path connecting the primary side of the optical rotary joint to the light source, And a secondary side optical path for connecting the car side to the instrument, wherein the optical rotary joint comprises a stationary side joint portion connected to the primary side optical path and fixed to the base, and a stationary side joint portion connected to the secondary side optical path, And a circularly polarized light output section for outputting a circularly polarized laser beam is provided between the light source and the stationary-side joint section.

여기에서 「광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광의 레이저광을 출력하는 원편광 출력부를 설치한다」란, 광원에 원편광 출력부를 설치하는 것 또는 정지측 조인트부에 원편광 출력부를 설치하는 것을 포함하는 것으로 한다.Here, " providing a circularly polarized light output section for outputting circularly polarized laser light between the light source and the stationary joint section " means that a circularly polarized light output section is provided in the light source, or a circularly polarized light output section is provided in the stationary side joint section And the like.

또한, 레이저광을 전송하는 광전송로에 정지측 조인트부와 회전측 조인트부를 갖는 광 로터리 조인트를 사용한 평면 연마 장치에 있어서는 정지측 조인트부에 접속되어 있는 일차측 광로로부터 회전측 조인트부에 접속되어 있는 이차측 광로를 향해서 출사되는 레이저광의 광강도는 정지측 조인트부에 대한 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 주기적으로 변동된다. 이 광 로터리 조인트를 전송하는 레이저광에 대해서 본 발명의 발명자가 행한 연구에 의하면 일차측 광로로부터 출사되는 레이저광의 편광 특성이 직선 편광이나 타원 편광일 경우에는, 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광 방위와 광강도는 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 변동된다. 이 때, 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 광강도는 일차측 광로로부터 출사되는 레이저광의 광강도와 거의 같은 경우도 있으며, 거의 0이 되는 경우도 있다. 한편, 일차측 광로로부터 출사되는 레이저광의 편광 특성이 원편광일 경우에는 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광 방위는 회전측 조인트부의 회전 각도에 대응하여 변화하지만 그 광강도는 회전측 조인트부의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 된다. 이 때, 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 광강도는 일차측 광로로부터 출사되는 레이저광의 광강도의 약 반분이 된다.In a planar polishing apparatus using an optical rotary joint having a stationary side joint portion and a rotation side joint portion in an optical path for transmitting laser light, it is preferable that in a plane grinding apparatus that is connected to the rotation side joint portion from a primary side optical path connected to the stationary side joint portion The light intensity of the laser light emitted toward the secondary side optical path periodically fluctuates by the rotation angle of the rotation side joint portion with respect to the stationary side joint portion. According to the research conducted by the inventors of the present invention regarding the laser light for transmitting the optical rotary joint, when the polarization characteristic of the laser light emitted from the primary side optical path is linearly polarized light or elliptically polarized light, the polarization direction of the laser light for transmitting the secondary side optical path And the light intensity are varied by the rotation angle of the rotation side joint portion. At this time, the optical intensity of the laser light for transmitting the secondary side optical path may be substantially equal to or slightly equal to the optical intensity of the laser light emitted from the primary side optical path. On the other hand, when the polarization characteristic of the laser light emitted from the primary side optical path is circularly polarized light, the polarization direction of the laser light for transmitting the secondary side optical path changes in accordance with the rotation angle of the rotation side joint portion, But it becomes almost constant. At this time, the light intensity of the laser light that transmits the secondary side optical path is about half of the light intensity of the laser light emitted from the primary side optical path.

따라서, 이차측 광로에 입사되는 레이저광의 편광 방위와 광강도는 일차측 광로로부터 이차측 광로를 향해서 출사되는 레이저광의 편광 특성, 편광 방위와, 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 주기적으로 변동된다. 즉, 정지측 조인트부와 회전측 조인트부를 갖는 광 로터리 조인트에 있어서, 회전측 조인트부는 전송하는 레이저광의 편광 특성과 편광 방위를 회전 각도에 의해 변화시키는 편광판과 등가의 기능을 한다. 이 때, 일차측 광로로부터 출사되는 레이저광이 원편광의 레이저광일 경우에는 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 광강도가 거의 일정하게 된다.Therefore, the polarization direction and the light intensity of the laser light incident on the secondary side optical path periodically fluctuate due to the polarization characteristic, the polarization direction, and the rotation angle of the rotation side joint portion of the laser light emitted from the primary side optical path toward the secondary side optical path. That is, in the optical rotary joint having the stationary side joint portion and the rotation side joint portion, the rotation side joint portion has an equivalent function to the polarizing plate which changes the polarization characteristic and the polarization direction of the laser beam to be transmitted by the rotation angle. At this time, when the laser light emitted from the primary side optical path is circularly polarized laser light, the light intensity of the laser light transmitting the secondary side optical path becomes almost constant.

또한, 본 발명은 상기 원편광 출력부는 상기 일차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광을 원편광으로 변환하기 위한 원편광 조정용 편파 조정기인 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the circularly polarized light output section is a circularly polarized light adjusting polarization adjuster for converting the polarized light of the laser light transmitted through the primary side optical path into circularly polarized light.

또한, 상기 이차측 광로에는 상기 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광을 직선 편광으로 변환하기 위한 직선 편광 조정용 편파 조정기가 설치되어 있는 것이 바람직하다.It is preferable that the secondary side optical path is provided with a linearly polarized light adjusting polarizer for converting the polarized light of the laser beam for transmitting the secondary side optical path into linearly polarized light.

그리고 상기 계측기는 상기 이차측 광로로부터 전송되는 직선 편광의 레이저광을 제 1 레이저광과 제 2 레이저광으로 분리하는 편광 빔 스플리터와 상기 제 1 레이저광 및 제 2 레이저광의 편광을 원편광으로 편광하는 파장판과, 상기 파장판을 통과한 제 1 레이저광을 반사하여 다시 상기 파장판에 입사시키는 반사판을 갖고, 상기 제 2 레이저광을 상기 워크에 조사하여 상기 워크에 의해 반사된 반사광과 상기 반사판에 의해 반사된 제 1 레이저광의 반사광을 상기 편광 빔 스플리터로 합성하는 것이 바람직하다.The instrument includes a polarizing beam splitter for separating linearly polarized laser light transmitted from the secondary side optical path into a first laser light and a second laser light, and a polarizing beam splitter for polarizing the polarized light of the first laser light and the second laser light into circularly polarized light And a reflection plate for reflecting the first laser light having passed through the wave plate and entering the wave plate again, wherein the second laser light is irradiated to the work, and the reflected light reflected by the work and the reflection plate And the reflected light of the first laser light reflected by the first laser light is synthesized by the polarization beam splitter.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명에 의하면 광원으로부터 계측기에 레이저광을 전송하는 광전송로에 정지측 조인트부와 회전측 조인트부를 갖는 광 로터리 조인트를 구비하고 있고, 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광의 레이저광을 출력하는 원편광 출력부가 설치되어 있다. 상술한 바와 같이 정지측 조인트부로부터 회전측 조인트부로 입사되는 레이저광의 광강도는 입사되는 레이저광이 직선 편광이나 타원 편광일 때는 회전측 조인트부의 회전 각도에 의해 변화되지만, 회전측 조인트부에 입사되는 레이저광을 원편광으로 함으로써 정지측 조인트부로부터 회전측 조인트부로 입사되는 레이저광의 광강도의 변동을 억제할 수 있다. 그 결과, 광전송로나 계측기를 전송하는 광신호의 광강도를 안정된 상태로 유지할 수 있고, 워크 두께나 형상 등의 계측값의 변동을 억제할 수 있다.According to the present invention, there is provided an optical rotary joint for transmitting laser light from a light source to a measuring instrument, the optical rotary joint having a stationary side joint part and a rotation side joint part, wherein a circularly polarized laser beam is provided between the light source and the stationary side joint part And outputs a circularly polarized light output. As described above, the light intensity of the laser light incident from the stationary joint portion to the rotary joint portion is changed by the rotation angle of the rotation side joint portion when the incident laser light is linearly polarized light or elliptically polarized light, By making the laser light circularly polarized, it is possible to suppress the fluctuation of the light intensity of the laser light incident on the rotation side joint portion from the stationary side joint portion. As a result, the optical intensity of the optical signal transmitted through the optical transmission line or the measuring instrument can be maintained in a stable state, and variations in measurement values such as workpiece thickness and shape can be suppressed.

도 1은 본 발명에 의한 평면 연마 장치의 실시형태를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 로터리 조인트 주변을 확대한 단면도이다.
도 3은 도 1에 나타내는 평면 연마 장치의 광학계를 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 1에 나타내는 평면 연마 장치로 계측된 워크 두께를 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예로 나타내어지는 평면 연마 장치로 측정된 워크 두께를 나타내는 그래프이다.1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a planar polishing apparatus according to the present invention.
Fig. 2 is an enlarged cross-sectional view of the periphery of the rotary joint of Fig. 1;
3 is a schematic view showing an optical system of the planar polishing apparatus shown in Fig.
Fig. 4 is a graph showing the workpiece thickness measured by the planar polishing apparatus shown in Fig. 1. Fig.
5 is a graph showing the workpiece thickness measured by the planar polishing apparatus shown as a comparative example.

본 발명은 워크를 계측하면서 워크의 평면을 연마하는 평면 연마 장치에 관한 것이며, 워크의 양면을 연마하는 양면 연마 장치, 워크의 편면을 연마하는 편면 연마 장치의 어느 쪽에도 적용된다. 또한, 본 발명은 워크의 두께나 단면 형상 등 여러 가지 계측에 적용이 가능하지만, 본 실시형태에 있어서는 워크의 두께를 계측하는 예로 설명한다.The present invention relates to a planar polishing apparatus for polishing a plane of a work while measuring a work, and is applicable to both a double-side polishing apparatus for polishing both sides of a work and a single-side polishing apparatus for polishing one side of the work. Further, the present invention can be applied to various measurements such as the thickness and cross-sectional shape of a work, but in the present embodiment, an example in which the thickness of the work is measured will be described.

도 1로부터 도 4는 본 발명에 의한 평면 연마 장치의 실시형태로서 회전축선(L1)을 중심으로 회전하는 하정반(10)과 기체(2)에 지지되어 회전축선(L2)을 중심으로 회전하는 상정반(20)을 갖고, 이들 정반(10, 20)을 회전시켜서 워크(W)의 양면을 연마하는 평면 연마 장치(1)가 나타내어져 있다. 이 평면 연마 장치에 있어서 회전축선(L1, L2)은 동일 축선 위에 배치되어 있다.1 to FIG. 4 show an embodiment of a planar polishing apparatus according to the present invention, which is supported by a lower plate 10 and a base body 2 which are rotated about a rotation axis L1 and which is rotated about a rotation axis L2 There is shown a planar polishing apparatus 1 having an in-surface polishing unit 20 and polishing the both surfaces of the work W by rotating the base plates 10 and 20. In this planar polishing apparatus, the rotation axis lines L1 and L2 are arranged on the same axis.

기체(2)에는 레이저광의 광원(3)과 연산 제어부(4)를 포함하는 계측 유닛(5)이 설치됨과 아울러 상정반(20)을 승강시키기 위한 승강용 액츄에이터(7)가 지지된다. 광원(3)은 레이저광을 출력하는 것이며, 연산 제어부(4)는 워크(W)의 두께 등의 측정 데이터(계측값)를 수집하고, 수집된 각종 데이터의 연산이나 분석 등을 행하여 연마 장치(1) 전체의 제어를 행한다. 또한, 광원(3)과 연산 제어부(4)를 포함하는 계측 유닛(5)은 기체(2) 이외의 상정반(20)이나 하정반(10)의 회전의 영향을 받지 않는 위치(기체(2) 이외의 상정반(20)이나 하정반(10)의 회전과 연결이 끊긴 위치)에 설치되어 있어도 좋다.The base 2 is provided with a measuring unit 5 including a light source 3 of laser light and an arithmetic control unit 4 and an elevating actuator 7 for elevating and lowering the elevating unit 20. [ The arithmetic and control unit 4 collects measurement data (measured values) such as the thickness of the work W and performs arithmetic operation and analysis of the collected various data, 1). The measuring unit 5 including the light source 3 and the arithmetic and control unit 4 is also provided at a position other than the base 2 that is not influenced by the rotation of the base 20 or the base 10 Or the rotation of the lower surface of the lower plate 20 may be disconnected.

하정반(10)의 중심에는 선 기어(11)가 배치되고, 하정반(10)의 외주에는 인터널 기어(12)가 하정반(10)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 선 기어(11)의 중앙 하부에는 제 1 구동축(13)이 접속되고, 하정반(10)의 중앙 하부에는 제 2 구동축(14)이 접속되고, 인터널 기어(12)의 중앙 하부에는 제 3 구동축(15)이 접속되어 있다. 또한, 하정반(10)의 중심에는 제 4 구동축(16)이 접속되고, 이 제 4 구동축(16)은 제 1 구동축(13)에 수용되어 있다. 제 1 구동축(13)은 제 2 구동축(14)에 수용되어 있고, 제 2 구동축(14)은 제 3 구동축(15)에 수용되어 있다. 이들 제 1 구동축(13)으로부터 제 4 구동축(16)은 도시되지 않은 구동 장치에 의해 구동 회전하도록 구성되어 있다.A sun gear 11 is disposed in the center of the lower half 10 and an internal gear 12 is disposed on the outer periphery of the lower half 10 so as to surround the lower half 10. A first drive shaft 13 is connected to the lower center of the sun gear 11 and a second drive shaft 14 is connected to the lower center of the lower half 10. The center gear 14 And the drive shaft 15 is connected. A fourth drive shaft 16 is connected to the center of the lower stage 10 and the fourth drive shaft 16 is accommodated in the first drive shaft 13. The first drive shaft 13 is accommodated in the second drive shaft 14 and the second drive shaft 14 is accommodated in the third drive shaft 15. The fourth drive shaft 16 from the first drive shaft 13 is configured to be driven and rotated by a drive device (not shown).

상정반(20)과 하정반(10) 사이에는 실리콘 웨이퍼 등의 워크(W)를 유지하는 캐리어(37)가 선 기어(11)와 인터널 기어(12)에 맞물려서 복수 개재하여 설치되어 있다. 각 캐리어(37)에는 워크 유지 구멍(37a)이 형성되어 있고, 이 워크 유지 구멍(37a)에 워크(W)가 유지되어 있다. 상기 각 캐리어(37)는 선 기어(11)와 인터널 기어(12)의 회전에 의해 선 기어(11)의 주위를 자전 및/또는 공전한다. 또한, 상정반(20)의 하면과 하정반(10)의 상면에는 각각 연마 패드(18a, 18b)가 부착되어 있고, 캐리어(37)가 자전 및/또는 공전함으로써 각 캐리어(37)에 유지된 워크(W)의 상하 양면이 연마된다.A carrier 37 for holding a workpiece W such as a silicon wafer is provided between the supposition unit 20 and the lower table 10 in a plurality of meshing engagement with the sun gear 11 and the internal gear 12. Each carrier 37 is provided with a work holding hole 37a, and the work W is held in the work holding hole 37a. Each carrier 37 rotates and / or revolves around the sun gear 11 by rotation of the sun gear 11 and the internal gear 12. Polishing pads 18a and 18b are attached to the lower surface of the supposition plate 20 and the upper surface of the lower surface of the lower plate 10. The abrasive pads 18a and 18b are held on the carriers 37 by rotating and / The upper and lower surfaces of the work W are polished.

상정반(20)은 정반 헹거(31)를 통해 승강용 액츄에이터(7)의 승강 로드(32)에 부착되어 있다. 승강 로드(32)의 중심축선은 상기 회전축선(L1, L2)과 일치되어 있다. 정반 헹거(31)의 외주측의 하면에는 하측 방향으로 연장되는 복수의 지지 스터드(33)가 설치되고, 이 지지 스터드(33)가 상정반(20)의 상면에 부착되어 있다. 또한, 정반 헹거(31)의 내주면과 승강 로드(32)의 외주면 사이에는 이 정반 헹거(31)와 승강 로드(32)를 상하 방향으로는 고정적으로 결합하지만 상정반(20)의 회전 방향으로는 상대적으로 회전 가능하게 결합하는 베어링(34)이 개재하여 설치되어 있다.The anticipating unit 20 is attached to the lifting rod 32 of the lifting actuator 7 via the table hanger 31. The center axis of the lifting rod 32 coincides with the axis of rotation L1, L2. A plurality of supporting studs 33 extending downward are provided on the lower surface of the outer peripheral side of the table hanger 31 and the supporting studs 33 are attached to the upper surface of the upper half 20. The table hanger 31 and the lifting rod 32 are fixedly coupled in the vertical direction between the inner circumferential surface of the table hanger 31 and the outer circumferential surface of the lifting rod 32, And a bearing 34 for relatively rotatably engaging therewith.

상기 지지 스터드(33)에는 후술하는 계측기(프로브 헤드)(41)를 유지하기 위한 홀더(36)가 부착되어 있다. 이 프로브 헤드(41)는 홀더(36)의 부착 위치를 조정함으로써 상정반(20)의 상하면을 관통하는 계측 구멍(23)의 바로 위에 배치된다. 또한, 계측 구멍(23)에는 하단에 투명한 창판(25)을 설치한 창부재(26)가 부착되어 있다. 또한, 프로브 헤드(41)는 상정반(20)에 직접 부착하는 것 또는 정반 헹거(31)에 고정한 홀더(36)에 프로브 헤드(41)를 유지시키는 방식 등 상정반(20)과 일체로 회전 가능한 고정 방식이면 좋다.A holder 36 for holding a measuring instrument (probe head) 41 to be described later is attached to the support stud 33. The probe head 41 is disposed directly above the measurement hole 23 passing through the upper and lower surfaces of the imaginary plane 20 by adjusting the attachment position of the holder 36. Further, a window member 26 provided with a transparent window plate 25 is attached to the measurement hole 23 at the lower end thereof. The probe head 41 may be directly attached to the supporter 20 or rotated integrally with the supporter 20 such as a method of holding the probe head 41 in the holder 36 fixed to the table hanger 31, It is good if possible.

상정반(20)은 워크(W)의 비연마시에 승강 로드(32)에 의해 대피 위치(도시 생략)로 상승하고, 워크(W)의 연마시에 도 1의 연마 위치까지 하강한다. 상정반(20)이 하강하면 상정반(20)에 부착된 훅(22)이 제 4 구동축(16)의 상단의 드라이버(17)에 결합하기 때문에 상정반(20)과 정반 헹거(31)는 제 4 구동축(16)에 의해 드라이버(17)를 통해 구동되어 일체로 회전한다.When the work W is not polished, the elevating plate 20 ascends to a retracted position (not shown) by the lifting rod 32 and descends to the polishing position shown in Fig. When the forwarding table 20 descends, the hook 22 attached to the forwarding table 20 is engaged with the driver 17 at the upper end of the fourth drive shaft 16, so that the forwarding table 20 and the table hanger 31 Is driven by the fourth drive shaft (16) through the driver (17) and rotates integrally.

또한, 상정반(20)에는 광원(3)으로부터 출사되는 레이저광을 사용하여 워크(W)의 두께나 형상을 계측하는 워크 계측 기구(40)가 구비되어 있다. 이 워크 계측 기구(40)는 레이저광을 워크(W)에 조사함과 아울러, 워크(W)로부터의 반사광을 수광하는 프로브 헤드(41)와 광원(3)으로부터 프로브 헤드(41)에 레이저광을 전송하는 광전송로(50)를 갖고있다.The workpiece measuring mechanism 40 for measuring the thickness and the shape of the work W by using the laser light emitted from the light source 3 is provided in the assumed section 20. The work measuring instrument 40 irradiates the work W with a laser beam and a probe head 41 for receiving reflected light from the work W and a laser beam And an optical path 50 for transmitting the light.

광전송로(50)는 광 로터리 조인트(60)와 광 로터리 조인트(60)의 일차측을 광원(3)에 접속하는 일차측 광로로서의 일차측 광파이버(51)와 광 로터리 조인트(60)의 이차측을 프로브 헤드(41)에 접속하는 이차측 광로로서의 이차측 광파이버(52)를 구비하고 있다. 광 로터리 조인트(60)는 상정반(20)의 회전축선(L2)상에 배치되고, 승강 로드(32)의 하단부(32a)와 정반 헹거(31) 사이에 배치되어 있다.The optical transmission line 50 is connected to the primary side optical fiber 51 and the secondary side of the optical rotary joint 60 as the primary side optical path connecting the primary side of the optical rotary joint 60 and the optical rotary joint 60 to the light source 3. [ Side optical fiber 52 as a secondary-side optical path for connecting the probe head 41 to the probe head 41. [ The optical rotary joint 60 is disposed on the rotational axis L2 of the imaginary plane 20 and disposed between the lower end 32a of the lift rod 32 and the table hanger 31. [

광 로터리 조인트(60)는 상대적으로 회전 가능한 정지측 조인트부(61)와 회전측 조인트부(62)를 갖고 있다. 또한, 정지측 조인트부(61)와 회전측 조인트부(62) 사이에는 베어링(64)이 개재하여 설치되어 있다. 정지측 조인트부(61)는 기체(2)에 대하여 비회전의 승강 로드(32)의 하단부(32a)에 고정적으로 부착되어 있다. 또한, 회전측 조인트부(62)는 정반 헹거(31)에 연결됨으로써 정반 헹거(31) 및 상정반(20)과 일체로 회전한다.The optical rotary joint 60 has a stationary side joint portion 61 and a rotation side joint portion 62 which are relatively rotatable. A bearing 64 is interposed between the stationary side joint portion 61 and the rotating side joint portion 62. The stationary side joint portion 61 is fixedly attached to the lower end portion 32a of the lifting rod 32 which is not rotating with respect to the base 2. The rotation side joint portion 62 is connected to the table hanger 31 so as to rotate integrally with the table hanger 31 and the anticipatory table 20. [

또한, 승강 로드(32)와 정지측 조인트부(61)와 회전측 조인트부(62)에는 삽입 통과 구멍(32b와 61a와 62a)이 동일 축선 상에 위치하도록 형성되고, 승강 로드(32)의 삽입 통과 구멍(32b)과 정지측 조인트부(61)의 삽입 통과 구멍(61a)에는 일차측 광파이버(51)가 삽입되고, 회전측 조인트부(62)의 삽입 통과 구멍(62a)에는 이차측 광파이버(52)가 삽입되어 있다. 또한, 정지측 조인트부(61)의 삽입 통과 구멍(61a)과 회전측 조인트부(62)의 삽입 통과 구멍(62a)에는 집광성을 갖는 그린 렌즈(61b, 62b)가 설치되어 있다.The insertion holes 32b and 61a and 62a are formed so as to lie on the same axis in the lifting rod 32, the stationary joint portion 61 and the rotary joint 62, The primary side optical fiber 51 is inserted into the insertion hole 32b and the insertion hole 61a of the stationary side joint portion 61 and the secondary side optical fiber 51 is inserted into the insertion hole 62a of the rotation side joint portion 62. [ (52) is inserted. Green lenses 61b and 62b having light condensing properties are provided in the insertion hole 61a of the stationary side joint portion 61 and the insertion hole 62a of the rotation side joint portion 62. [

정반 헹거(31)의 중앙부 하면에는 로터리 조인트(60)를 덮도록 유저통 형상을 이룬 케이블 커버(73)가 배치되고, 정반 헹거(31) 및 상정반(20)과 일체로 회전하도록 부착되어 있다. 회전측 조인트부(62)와 케이블 커버(73)가 연결 부재(72)로 연결됨으로써 상정반(20)의 회전시에 회전측 조인트부(62)가 상정반(20)과 함께 회전하도록 되어 있다. 회전측 조인트부(62)의 삽입 통과 구멍(62a)으로부터 도출하는 이차측 광파이버(52)는 정반 헹거(31)에 형성된 케이블 삽입 통과 구멍(35)으로부터 정반 헹거(31)의 외부로 도출된 뒤 프로브 헤드(41)에 접속된다.A cable cover 73 having a user cylinder shape is disposed on the lower surface of the central portion of the table hanger 31 so as to cover the rotary joint 60 and is attached so as to rotate integrally with the table hanger 31 and the table 20 . The rotation side joint part 62 and the cable cover 73 are connected to each other by the connecting member 72 so that the rotation side joint part 62 rotates together with the imaginary plane 20 during rotation of the imaginary plane 20 . The secondary side optical fiber 52 leading out from the insertion hole 62a of the rotation side joint part 62 is led out from the cable insertion hole 35 formed in the table hanger 31 to the outside of the table hanger 31 And is connected to the probe head 41.

일차측 광파이버(51)는 그 일단측이 광원(3)에 접속됨과 아울러, 그 타단측이 정지측 조인트부(61)에 삽입되어 있고, 이 양단 사이에 레이저광을 원편광으로 편광하는 원편광 출력부로서의 원편광 조정용 편파 조정기(53)가 설치되어 있다. 또한, 레이저광을 원편광으로 편광하는 원편광 출력부는 원편광 조정용 편파 조정기(53) 대신에 원편광의 레이저광을 출사하는 광원을 사용해도 좋다.One end of the primary optical fiber 51 is connected to the light source 3 and the other end of the primary optical fiber 51 is inserted into the stationary joint part 61. Circularly polarized light And a circularly polarized light adjusting polarization adjuster 53 as an output section. The circularly polarized light output section for circularly polarizing the laser light may use a light source that emits circularly polarized laser light in place of the circularly polarized light adjusting polarization controller 53. [

한편, 이차측 광파이버(52)는 그 일단측이 회전측 조인트부(62)에 삽입됨과 아울러, 그 타단측이 프로브 헤드(41)에 접속되어 있다. 그리고 이 이차측 광파이버(52)에 원편광의 레이저광을 직선 편광으로 변환하기 위한 직선 편광 조정용 편파 조정기(54)가 설치되어 있다. 또한, 상기 일차측 광파이버(51) 및 이차측 광파이버(52)는 싱글 모드 파이버, 멀티 모드 파이버의 중 어느 하나를 사용해도 좋다. 또한, 일차측 광파이버(51)는 편파 유지 파이버를 사용해도 좋다.On the other hand, the one end side of the secondary optical fiber 52 is inserted into the rotation side joint portion 62, and the other end side thereof is connected to the probe head 41. The secondary-side optical fiber 52 is provided with a linearly polarized-wave controlling polarizing waveguide 54 for converting circularly polarized laser light into linearly polarized light. The primary-side optical fiber 51 and the secondary-side optical fiber 52 may be either single mode fiber or multimode fiber. The primary-side optical fiber 51 may be a polarization-maintaining fiber.

프로브 헤드(41)는 레이저광을 분리하는 편광 빔 스플리터(42)와 이 분리된 레이저광의 편광을 변환하는 파장판(43a, 43b)과 파장판(43a)을 통과한 레이저광을 반사하는 반사판(미러)(44)과 레이저광을 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토 디렉터(45)를 구비하고 있다. 여기에서의 편광 빔 스플리터(42)는 레이저광의 P파를 투과하고 S파를 반사하는 타입을 사용하고, 파장판(43a, 43b)은 λ/4판을 사용한다. 포토 디렉터(45)로 변환된 전기 신호는 도시되지 않은 케이블을 경유하여 연산 제어부(4)로 전송된다.The probe head 41 includes a polarizing beam splitter 42 for separating the laser beam, wave plates 43a and 43b for converting the polarized light of the separated laser beam, and a reflector (not shown) for reflecting the laser beam having passed through the wave plate 43a Mirror) 44 and a photodiode 45 for detecting laser light and converting it into an electric signal. Here, the polarizing beam splitter 42 uses a type that transmits the P wave of the laser light and reflects the S wave, and the wave plates 43a and 43b use the? / 4 plate. The electric signal converted into the photo director 45 is transmitted to the arithmetic and control unit 4 via a cable (not shown).

이어서, 워크(W)의 연마시에 워크(W)에 조사되는 레이저광의 광로와 편광 특성에 대하여 설명한다. 광원(3)으로부터 출력된 레이저광은 원편광 조정용 편파 조정기(53)에 의해 원편광으로 변환되어서 광 로터리 조인트(60)의 정지측 조인트부(61)에 입사된다. 정지측 조인트부(61)에 입사된 레이저광은 그린 렌즈(61b)를 투과하여 정지측 조인트부(61)와 회전측 조인트부(62) 사이의 공극에 진입한다. 그리고 이 공극에 진입한 원편광의 레이저광이 회전측 조인트부(62)에 설치되어 있는 그린 렌즈(62b)로 진입한다. 이 때, 정지측 조인트부(61)로부터 출사되는 레이저광의 편광 특성은 원편광 조정용 편파 조정기(53)에 의해 원편광이 되어 있다. 원편광은 평행 편파인 P파의 성분의 비율이 50%, 수직 편파인 S파의 성분의 비율이 50%이기 때문에 회전측 조인트부(62)가 한쪽의 편파 성분밖에 전송하지 않는 회전 각도이었더라도 P파와 S파가 혼재한 원편광의 레이저광으로 함으로써 항상 일정한 광강도의 레이저광을 회전측 조인트부(62)로부터 출력할 수 있다. 즉, 정지측 조인트부(61)와 회전측 조인트부(62)의 불연속인 개소를 광이 전송해도 회전측 조인트부(62)가 반사면이 됨으로써 광강도의 저하나 변동이 생기거나 정지측 조인트부(61)에 대한 회전측 조인트부(62)의 상대적인 회전 각도에 의해 광강도에 변동이 생기거나 하는 일 없이 회전측 조인트부(62)를 통해 이차측 광파이버(52)로 전송되는 레이저광의 광강도는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 된다.Next, the optical path and polarization characteristic of the laser beam irradiated on the workpiece W at the time of polishing the workpiece W will be described. The laser light output from the light source 3 is converted into circularly polarized light by the circularly polarized light adjustment polarizing wave adjuster 53 and is incident on the stationary side joint portion 61 of the optical rotary joint 60. The laser light incident on the stationary side joint portion 61 penetrates the green lens 61b and enters the gap between the stationary side joint portion 61 and the rotating side joint portion 62. [ The laser beam of circularly polarized light which enters this gap enters the green lens 62b provided in the rotation side joint part 62. [ At this time, the polarization characteristic of the laser light emitted from the stationary joint part 61 becomes circularly polarized light by the circularly polarized light adjusting polarized wave adjusting unit 53. [ The circularly polarized light is a rotation angle at which the rotation side joint portion 62 transmits only one polarization component because the ratio of the component of the P wave which is the parallel polarization is 50% and the component of the S wave component which is the vertical polarization is 50% It is possible to output the laser beam of constant intensity from the rotation side joint part 62 by using the laser light of the circularly polarized light in which the P wave and the S wave are mixed. That is, even if light is transmitted through the discontinuous portions of the stationary joint portion 61 and the rotary joint portion 62, the rotation side joint portion 62 becomes a reflecting surface, so that the light intensity decreases or changes, Side optical fiber 52 through the rotation-side joint portion 62 without causing a change in light intensity due to the relative rotation angle of the rotation-side joint portion 62 with respect to the portion 61 The strength becomes substantially constant irrespective of the rotation angle of the rotation side joint portion 62.

이차측 광파이버(52)에 입사된 원편광의 레이저광은 직선 편광 조정용 편파 조정기(54)에 의해 직선 편광으로 편광된다. 이 때, 직선 편광 조정용 편파 조정기(54)에 입사되는 레이저광의 광강도는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 되기 때문에 직선 편광으로 편광된 레이저광의 광강도도 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 된다.The laser light of the circularly polarized light incident on the secondary-side optical fiber 52 is linearly polarized by the linearly polarized-wave adjusting polarizing wave adjuster 54. At this time, since the light intensity of the laser light incident on the linearly polarized-wave adjusting polarizing wave adjuster 54 becomes substantially constant irrespective of the rotation angle of the rotation side joint portion 62, the light intensity of the laser light polarized with the linearly polarized light also becomes stronger Becomes substantially constant irrespective of the rotation angle of the part (62).

이차측 광파이버(52)로부터 프로브 헤드(41)에 입사되는 직선 편광의 레이저광은 편광 빔 스플리터(42)로 P파와 S파로 분리된다. 이 때, 편광 빔 스플리터(42)에 입사되는 레이저광의 광강도는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하기 때문에 편광 빔 스플리터(42)로 분리되는 P파 및 S파의 광강도도 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 된다.The laser beam of linearly polarized light which is incident on the probe head 41 from the secondary side optical fiber 52 is separated into a P wave and an S wave by the polarization beam splitter 42. At this time, since the light intensity of the laser light incident on the polarization beam splitter 42 is substantially constant regardless of the rotation angle of the rotation side joint portion 62, the light of the P wave and S wave separated by the polarization beam splitter 42 The strength becomes substantially constant irrespective of the rotation angle of the rotation side joint portion 62.

편광 빔 스플리터(42)를 투과한 직선 편광의 P파는 λ/4판(43a)을 통과할 때에 원편광으로 변환되어 미러(44)로 반사한 후 같은 광로를 돌아가 다시 λ/4판(43a)을 통과할 때에 직선 편광의 S파로 변환된다. 그리고 직선 편광의 S파로 변환된 레이저광이 편광 빔 스플리터(42)에 입사되어 포토 디렉터(45) 방향으로 반사된다. 한편, 편광 빔 스플리터(42)에 의해 반사된 직선 편광의 S파는 λ/4판(43b)을 통과할 때에 원편광으로 변환되어 워크(W)에 의해 반사한 후 같은 광로를 돌아가 다시 λ/4판(43b)을 통과할 때에 직선 편광의 P파로 변환된다. 그리고 직선 편광의 P파로 변환된 레이저광이 편광 빔 스플리터(42)를 투과하여 포토 디렉터(45)에 입사된다. 그리고 이차측 광파이버(52)로부터 편광 빔 스플리터(42)에 입사할 때에 분리된 레이저광이 미러(44)나 워크(W)에 의해 반사되어서 다시 편광 빔 스플리터(42)에 입사할 때에 합성되어서 포토 디렉터(45)에 입사된다. 포토 디렉터(45)에 입사된 레이저광은 전기 신호로 변환되어서 연산 제어부(4)로 전송되고, 이 전기 신호가 연산 제어부(4)에서 연산 처리되어서 도 4에 나타내어지는 바와 같이 샘플 수(시간)에 대한 워크 두께로서 화면에 표시된다.The P-wave of the linearly polarized light transmitted through the polarizing beam splitter 42 is converted into circularly polarized light when passing through the? / 4 plate 43a, reflected by the mirror 44, It is converted into an S wave of linearly polarized light. Then, the laser beam converted into an S wave of linearly polarized light is incident on the polarizing beam splitter 42 and reflected toward the photo director 45. On the other hand, the S wave of the linearly polarized light reflected by the polarization beam splitter 42 is converted into circularly polarized light when passing through the? / 4 plate 43b, reflected by the work W, And is converted into a linearly polarized P wave when passing through the plate 43b. Then, the laser beam converted into linearly polarized P-wave is transmitted through the polarizing beam splitter 42 and is incident on the photo director 45. When the laser beam separated from the secondary side optical fiber 52 enters the polarizing beam splitter 42 and is reflected by the mirror 44 or the work W and enters the polarizing beam splitter 42 again, And is incident on the director 45. The laser light incident on the photo director 45 is converted into an electric signal and transmitted to the arithmetic and control unit 4. The arithmetic and control unit 4 performs arithmetic processing on the electric signal, Is displayed on the screen as a workpiece thickness.

본 실시형태에서는 포토 디렉터(45)에 입사되는 레이저광의 광강도는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하다. 그 때문에 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 기인하는 연마 중의 워크 계측값의 주기적 변동을 억제할 수 있다. 또한, 워크(W)에 조사되는 레이저광은 직선 편광으로 편광 빔 스플리터(42)에 입력되고, 그 후 원편광으로 변환되어서 워크(W)에 조사되고 있기 때문에 워크(W)에 도달하는 레이저광의 광강도의 손실을 최소한으로 할 수 있다.In the present embodiment, the optical intensity of the laser light incident on the photo director 45 is substantially constant irrespective of the rotation angle of the rotation side joint portion 62. Therefore, it is possible to suppress the periodic fluctuation of the work measurement value during polishing caused by the rotation angle of the rotation side joint part (62). Since the laser beam irradiated on the work W is inputted to the polarizing beam splitter 42 as linearly polarized light and then converted into circularly polarized light and irradiated to the work W, The loss of light intensity can be minimized.

한편, 본 실시형태에 대한 비교예로서 원편광 조정용 편파 조정기가 일차측 광파이버(51)에 설치되어 있지 않은 것 및 직선 편광 조정용 편파 조정기(54)가 이차측 광파이버(52)에 설치되어 있지 않은 것 이외에는 도 3에 나타내는 평면 연마 장치와 실질적으로 동일한 구성을 갖는 평면 연마 장치로 설명한다(도시 생략). 이 비교예에서는 광 로터리 조인트(60)에 입사되는 레이저광은 타원 편광이나 직선 편광 등 편광 특성이 일정하지 않은 레이저광이기 때문에 광 로터리 조인트(60)로부터 출사되는 레이저광의 편광 특성이나 광강도는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의해 주기적으로 변동된다. 그리고 이 광 로터리 조인트(60)로부터 출사되는 레이저광의 광강도가 주기적으로 변동함으로써 편광 빔 스플리터(42)로 분리·합성되는 레이저광의 광강도가 주기적으로 변동한다. 그 때문에 포토 디렉터(45)로부터 연산 제어부(4)로 전송되는 전기 신호는 회전측 조인트부(62)의 회전 각도에 의해 주기적으로 변동하고 있고, 연산 제어부(4)에서 연산 처리되어서 화면에 표시되는 샘플 수(시간)에 대한 워크 계측값도 주기적으로 변동하고 있다(도 5참조).On the other hand, as a comparative example of the present embodiment, it is preferable that the circularly polarized light adjusting polarized wave adjusting device is not provided on the primary optical fiber 51 and the linearly polarized light adjusting polarized wave adjusting device 54 is not provided on the secondary optical fiber 52 Other than this, a planar polishing apparatus having substantially the same structure as that of the planar polishing apparatus shown in Fig. 3 is described (not shown). In this comparative example, since the laser light incident on the optical rotary joint 60 is a laser light whose polarizing characteristic such as elliptically polarized light or linearly polarized light is not constant, the polarization characteristic and the light intensity of the laser light emitted from the optical rotary joint 60 are rotated And is periodically changed by the rotation angle of the side joint part (62). The optical intensity of the laser light emitted from the optical rotary joint 60 fluctuates periodically, so that the light intensity of the laser light separated and synthesized by the polarization beam splitter 42 fluctuates periodically. Therefore, the electric signal transmitted from the photo director 45 to the arithmetic control section 4 is periodically changed by the rotation angle of the rotation side joint section 62, and is subjected to arithmetic processing in the arithmetic control section 4 and displayed on the screen The measured values of the work for the number of samples (time) are also periodically changing (see FIG. 5).

상술한 실시형태에 있어서는 상정반(20)에 프로브 헤드(41)를 부착하고, 승강 로드(32)의 하단부(32a)와 정반 헹거(31) 사이에 광 로터리 조인트(60)를 부착한 평면 연마 장치(1)에 대하여 설명했지만, 변형예로서 프로브 헤드(41)를 하정반(10)에 부착하고, 로터리 조인트(60)를 하정반(10)의 회전축선(L1)상에 배치함으로써 하정반(10)측으로부터 워크(W)를 계측하도록 구성할 수도 있다. 이 변형예의 경우 도 1, 도 2에 있어서 부호 32를 붙인 부분이 회전하는 하정반용 구동축, 부호 31을 붙인 부분이 하정반용 구동축 주위의 정지하는 기체 부분이라고 생각할 수 있고, 그렇게 하면 정지측 조인트부(61)가 회전측 조인트부가 되고, 회전측 조인트부(62)가 정지측 조인트부가 된다. 또한, 정지측 조인트부(61)에 접속되어 있는 일차측 광파이버(51)가 회전측 조인트부(62)와 프로브 헤드(41)를 접속하는 이차측 광파이버가 된다. 이 때, 하정반(10)에는 그 상하면을 관통하는 계측 구멍(23)이 형성되고, 이 계측 구멍(23)의 바로 아래에 프로브 헤드(41)가 배치된다. 또한, 케이블 커버(73)는 정지측인 기체 부분에 부착되어 케이블 커버(73) 내에 수용된 이차측 광파이버(52)는 계측 유닛(5)과 정지측 조인트부(61)를 접속하는 일차측 광파이버가 된다.The probe head 41 is attached to the supposition panel 20 and the optical rotary joint 60 is attached between the lower end portion 32a of the lifting rod 32 and the table hanger 31, The probe head 41 may be attached to the lower polishing table 10 and the rotary joint 60 may be disposed on the rotational axis L1 of the lower polishing table 10 as a modification, It is also possible to measure the work W from the side of the work 10. In this modified example, it is conceivable that the drive shaft for lower limit rotation shown in Fig. 1 and Fig. 2 is rotated by a portion denoted by reference numeral 32, and the portion denoted by reference numeral 31 is a stop portion around the drive shaft for lower limit. Side joint portion, and the rotation-side joint portion 62 is a stationary-side joint portion. The primary side optical fiber 51 connected to the stationary side joint portion 61 is a secondary side optical fiber connecting the rotating side joint portion 62 and the probe head 41. At this time, a measurement hole 23 penetrating the upper and lower surfaces is formed in the lower surface of the lower plate 10, and the probe head 41 is disposed immediately below the measurement hole 23. The cable cover 73 is attached to the base portion on the stop side and the secondary side optical fiber 52 housed in the cable cover 73 is connected to the primary side optical fiber connecting the measuring unit 5 and the stationary side joint portion 61 do.

또한, 본 발명에 의한 평면 연마 장치는 제 1 회전축선을 중심으로 회전하는 정반과 제 2 회전축선을 중심으로 회전하여 워크(W)를 유지하는 유지부를 갖고, 워크(W)를 유지하는 유지부와 정반을 접촉시킨 상태에서 정반 및 유지부를 회전시킴으로써 워크(W)의 편면을 연마하는 편면 연마 장치이어도 좋다. 이 편면 연마 장치에 있어서는 프로브 헤드가 유지부에 설치되고, 광 로터리 조인트가 제 2 회전축선 상에 배치되고, 일차측 광파이버가 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 접속되고, 이차측 광파이버가 프로브 헤드와 회전측 조인트부에 접속되어 있다. 또한, 일차측 광파이버에는 원편광 조정용 편파 조정기가 설치되고, 이차측 광파이버에는 직선 편광 조정용 편파 조정기가 설치되어 있다. 이 편면 연마 장치에 있어서의 연마 중의 워크 계측에 사용되는 레이저광의 광로는 상술한 양면 연마 장치와 실질적으로 동일하기 때문에 그 설명을 생략한다. 또한, 상기 편면 연마 장치는 프로브 헤드가 정반에 설치되고, 광 로터리 조인트가 제 1 회전축선 상에 배치되어 있는 것이어도 좋다.The planar polishing apparatus according to the present invention further includes a holding portion for holding the workpiece W by rotating around a base and a second rotation axis about a first axis of rotation, Surface polishing apparatus that polishes the one surface of the work W by rotating the surface plate and the holding unit in a state in which the surface of the work W is in contact with the surface of the work W. In this single-side polishing apparatus, the probe head is provided in the holding portion, the optical rotary joint is disposed on the second rotational axis, the primary optical fiber is connected between the light source and the stationary joint portion, and the secondary- And is connected to the head and the rotary side joint portion. The primary side optical fiber is provided with a circularly polarized light adjusting polarized wave adjuster, and the secondary side optical fiber is provided with a linearly polarized light adjusting polarized wave adjusting device. Since the optical path of the laser beam used for the measurement of the workpiece during polishing in this single-side polishing apparatus is substantially the same as that of the above-described double-side polishing apparatus, its description will be omitted. Further, in the single-side polishing apparatus, the probe head may be provided on the base and the optical rotary joint may be disposed on the first rotational axis.

또한, 편면 연마 장치는 정반 또는 유지부 중 어느 한쪽이 회전하고 다른 쪽이 고정되는 것이어도 좋다. 정반이 회전하고 유지부가 고정되는 편면 연마 장치의 경우에는 프로브 헤드는 정반에 설치되고, 광 로터리 조인트는 정반의 회전축선 상에 배치된다. 또한, 정반이 고정되고 유지부가 회전되는 편면 연마 장치의 경우에는 프로브 헤드는 유지부에 설치되고, 광 로터리 조인트는 유지부의 회전축선 상에 배치된다. 또한, 정반과 유지부의 양쪽이 회전하는 편면 연마 장치와 정반 또는 유지부 중 어느 한쪽이 회전하고 다른 쪽이 고정되는 편면 연마 장치는 다른 구성은 실질적으로 동일하므로 다른 구성 및 레이저광의 광로에 대해서는 그 설명을 생략한다.In the single-side polishing apparatus, either one of the table or the holding portion may be rotated and the other may be fixed. In the case of the single-side polishing apparatus in which the table is rotated and the holding section is fixed, the probe head is provided on the table and the optical rotary joint is placed on the rotational axis of the table. Further, in the case of the one-side polishing apparatus in which the surface plate is fixed and the holding portion is rotated, the probe head is provided in the holding portion, and the optical rotary joint is arranged on the rotational axis of the holding portion. The single-sided polishing apparatus in which both the base and the holding portion are rotated and the single-sided polishing apparatus in which either the base or the holding portion is rotated while the other is fixed are substantially the same as each other. .

이러한 편면 연마 장치에 있어서도 광원으로부터 출력된 레이저광이 원편광 조정용 편파 조정기에 의해 원편광으로 변환되어서 광 로터리 조인트에 입사된다. 그리고 정지측 조인트부로부터 회전측 조인트부를 향해서 출사되는 레이저광의 편광 특성이 원편광이기 때문에 회전측 조인트부를 통해 이차측 광파이버로 전송되는 레이저광의 광강도는 회전측 조인트부의 회전 각도에 의하지 않고 거의 일정하게 된다. 따라서, 편면 연마 장치에 있어서도 양면 연마 장치와 마찬가지로 회전측 조인트부의 회전 각도에 기인하는 연마 중의 워크 계측값의 주기적 변동을 억제할 수 있다.In this single-side polishing apparatus, the laser light output from the light source is converted into circularly polarized light by the circularly polarized-light adjusting polarized wave adjusting device and is incident on the optical rotary joint. Since the polarization characteristic of the laser beam emitted from the stationary joint portion toward the rotary joint portion is circularly polarized light, the optical intensity of the laser beam transmitted to the secondary optical fiber through the rotation joint portion is substantially constant regardless of the rotation angle of the rotation side joint portion do. Therefore, also in the single-side polishing apparatus, it is possible to suppress the periodic fluctuation of the work measurement values during polishing due to the rotation angle of the rotation side joint portion, as in the double-side polishing apparatus.

또한, 상기 편면 연마 장치에 있어서도 양면 연마 장치와 마찬가지로 편광 빔 스플리터에 직선 편광으로 입력하고, 워크에 조사되는 레이저광을 원편광으로 변환함으로써 워크에 도달하는 레이저광의 광강도의 손실을 최소한으로 할 수 있다.Also in the single-side grinding apparatus, as in the double-side grinding apparatus, linearly polarized light is input to the polarizing beam splitter, and the laser light irradiated to the work is converted into circularly polarized light so as to minimize the loss of light intensity of the laser light reaching the work have.

1: 평면 연마 장치 3: 광원
10: 하정반 20: 상정반
40: 워크 계측 기구 41: 계측기(프로브 헤드)
42: 편광 빔 스플리터 43a, 43b: 파장판
44: 반사판 50: 광전송로
51: 일차측 광파이버(일차측 광로)
52: 이차측 광파이버(이차측 광로)
53: 원편광 조정용 편파 조정기
54: 직선 편광 조정용 편파 조정기
60: 광 로터리 조인트 61: 정지측 조인트부
62: 회전측 조인트부 L1, L2: 회전축선
W: 워크1: plane grinding device 3: light source
10: The lower class 20: The lower class
40: Work measuring instrument 41: Measuring instrument (probe head)
42: polarizing beam splitter 43a, 43b:
44: reflector 50: optical path
51: primary side optical fiber (primary side optical path)
52: Secondary side optical fiber (secondary side optical path)
53: Polarization adjuster for circular polarization adjustment
54: Polarization regulator for linear polarization adjustment
60: optical rotary joint 61: stationary side joint part
62: rotation side joint part L1, L2:
W: Walk

Claims (5)

회전 가능하게 지지된 상정반 및 하정반을 갖고, 이 상정반과 하정반 사이에 워크를 협지하고, 양 정반을 회전시켜서 상기 워크의 양면을 연마하는 평면 연마 장치에 있어서,
상기 평면 연마 장치는 상기 중 어느 하나의 정반에 부착되어 레이저광을 사용하여 상기 워크를 계측하는 워크 계측 기구를 구비하고,
상기 워크 계측 기구는 상기 레이저광을 상기 워크에 조사함과 아울러, 상기 워크로부터의 반사광을 수광하는 계측기와, 광원으로부터 상기 계측기에 상기 레이저광을 전송하는 광전송로를 갖고,
상기 광전송로는 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반의 회전축선 상에 배치되는 광 로터리 조인트와, 상기 광 로터리 조인트의 일차측을 상기 광원에 접속하는 일차측 광로와, 상기 광 로터리 조인트의 이차측을 상기 계측기에 접속하는 이차측 광로를 구비하고,
상기 광 로터리 조인트는 상기 일차측 광로에 접속되어서 기체에 대하여 고정적으로 설치되어 있는 정지측 조인트부와, 상기 이차측 광로에 접속되어서 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반과 함께 회전하는 회전측 조인트부를 갖고,
상기 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광의 레이저광을 출력하는 원편광 출력부를 설치하는 것을 특징으로 하는 평면 연마 장치.A planar polishing apparatus having an upper half and a lower half supported rotatably and sandwiching a work between the supposition half and the lower half and rotating the both sides to polish both sides of the work,
Wherein the planar polishing apparatus has a work measuring mechanism attached to one of the above-mentioned bases and measuring the work using laser light,
The workpiece measuring mechanism includes a meter for irradiating the work with the laser beam and for receiving reflected light from the workpiece and an optical transmission line for transmitting the laser beam from the light source to the meter,
Wherein the optical transmission line includes an optical rotary joint disposed on the rotational axis of the base on which the workpiece measuring mechanism is mounted, a primary side optical path connecting the primary side of the optical rotary joint to the light source, And a secondary side optical path connected to the measuring instrument,
The optical rotary joint has a stationary side joint portion connected to the primary side optical path and fixedly installed on the base body and a rotating side joint portion connected to the secondary side optical path and rotated together with the base on which the workpiece measuring mechanism is mounted ,
And a circularly polarized light output section for outputting circularly polarized laser light is provided between the light source and the stationary joint part. 정반과, 워크를 유지하는 유지부를 갖고,
상기 정반과 유지부 중 적어도 한쪽을 회전시키고,
상기 워크와 상기 정반을 접촉시킨 상태에서 워크의 편면을 연마하는 평면 연마 장치에 있어서,
상기 평면 연마 장치는 상기 정반 또는 유지부 중 어느 하나에 부착되어 레이저광을 사용하여 상기 워크를 계측하는 워크 계측 기구를 구비하고,
상기 워크 계측 기구는 상기 레이저광을 상기 워크에 조사함과 아울러, 상기 워크로부터의 반사광을 수광하는 계측기와, 상기 광원으로부터 상기 계측기에 레이저광을 전송하는 광전송로를 갖고,
상기 광전송로는 상기 워크 계측 기구를 부착한 정반 또는 유지부의 회전축선 상에 설치되는 광 로터리 조인트와, 상기 광 로터리 조인트의 일차측을 상기 광원에 접속하는 일차측 광로와, 상기 광 로터리 조인트의 이차측을 상기 계측기에 접속하는 이차측 광로를 구비하고,
상기 광 로터리 조인트는 상기 일차측 광로에 접속되어서 기체에 대하여 고정적으로 설치되어 있는 정지측 조인트부와, 상기 이차측 광로에 접속되어서 상기 정반 또는 유지부 중 적어도 한쪽과 함께 회전하는 회전측 조인트부를 갖고,
상기 광원으로부터 정지측 조인트부까지의 사이에 원편광의 레이저광을 출력하는 원편광 출력부를 설치하는 것을 특징으로 하는 평면 연마 장치.And a holding portion for holding the work,
Rotating at least one of the table and the holding part,
A planar polishing apparatus for polishing a single surface of a work in a state in which the work and the surface plate are in contact with each other,
Wherein the planar polishing apparatus has a work measuring mechanism attached to any one of the table or the holding unit and measuring the work using laser light,
Wherein the workpiece measuring mechanism has a meter for irradiating the work with the laser beam and for receiving reflected light from the workpiece and an optical transmission line for transmitting the laser beam from the light source to the meter,
Wherein the optical transmission line includes an optical rotary joint provided on a rotation axis of a table or a holding portion having the work measuring mechanism mounted thereon, a primary side optical path connecting a primary side of the optical rotary joint to the light source, And a secondary side optical path for connecting the side of the secondary side to the measuring instrument,
Wherein the optical rotary joint includes a stationary side joint portion connected to the primary side optical path and fixed to the base body and a rotation side joint portion connected to the secondary side optical path and rotated together with at least one of the base or the holding portion ,
And a circularly polarized light output section for outputting circularly polarized laser light is provided between the light source and the stationary joint part. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 원편광 출력부는 상기 일차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광을 원편광으로 변환하기 위한 원편광 조정용 편파 조정기인 것을 특징으로 하는 평면 연마 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the circularly polarized light output section is a circularly polarized light adjusting polarization adjuster for converting the polarized light of the laser light transmitted through the primary side optical path into circularly polarized light. 제 3 항에 있어서,
상기 이차측 광로에는 상기 이차측 광로를 전송하는 레이저광의 편광을 직선편광으로 변환하기 위한 직선 편광 조정용 편파 조정기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 평면 연마 장치.The method of claim 3,
Wherein the secondary side optical path is provided with a linear polarization adjusting polarizing waveguide for converting the polarized light of the laser beam transmitting the secondary side optical path into linearly polarized light. 제 4 항에 있어서,
상기 계측기는 상기 이차측 광로로부터 전송되는 직선 편광의 레이저광을 제 1 레이저광과 제 2 레이저광으로 분리하는 편광 빔 스플리터와, 상기 제 1 레이저광 및 제 2 레이저광의 편광을 원편광으로 편광하는 파장판과, 상기 파장판을 통과한 제 1 레이저광을 반사하여 다시 상기 파장판에 입사시키는 반사판을 갖고,
상기 제 2 레이저광을 상기 워크에 조사하고, 상기 워크에 의해 반사된 반사광과 상기 반사판에 의해 반사된 제 1 레이저광의 반사광을 상기 편광 빔 스플리터로 합성하는 것을 특징으로 하는 평면 연마 장치.5. The method of claim 4,
The apparatus includes a polarizing beam splitter for separating a linearly polarized laser beam transmitted from the secondary side optical path into a first laser beam and a second laser beam, and a polarizing beam splitter for polarizing the polarized light of the first laser beam and the second laser beam into circularly polarized light And a reflector for reflecting the first laser light having passed through the wave plate and entering the wave plate again,
Irradiates the work with the second laser beam, and combines the reflected beam reflected by the work and the reflected beam of the first laser beam reflected by the reflector with the polarizing beam splitter.
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