特許 5854032 研磨装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5854032

(24)【登録日】2015年12月18日

(45)【発行日】2016年2月9日

(54)【発明の名称】研磨装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 53/00 20060101AFI20160120BHJP

   B24B 7/24 20060101ALI20160120BHJP

【ＦＩ】

   B24B53/00 Z

   B24B7/24 E

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-258336(P2013-258336)

(22)【出願日】2013年12月13日

(62)【分割の表示】特願2008-104265(P2008-104265)の分割

【原出願日】2008年4月14日

(65)【公開番号】特開2014-42986(P2014-42986A)

(43)【公開日】2014年3月13日

【審査請求日】2013年12月13日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100092897

【弁理士】

【氏名又は名称】大西 正悟

(74)【代理人】

【識別番号】100097984

【弁理士】

【氏名又は名称】川野 宏

(74)【代理人】

【識別番号】100157417

【弁理士】

【氏名又は名称】並木 敏章

(72)【発明者】

【氏名】浅田 直樹

【審査官】 齊藤 彬

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３５５７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２７２４９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公昭４６−０１６２３９（ＪＰ，Ｂ１）

【文献】 特開２００４−０９０１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１９４３４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｂ ５３／００

Ｂ２４Ｂ ７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板部材の表面を研磨可能な研磨部材と、前記研磨部材を保持する保持機構とを備え、前記保持機構に保持された前記研磨部材を前記板部材の表面に当接させて相対移動させることにより、前記板部材の表面を研磨するように構成された研磨装置において、
前記保持機構に保持された前記研磨部材の表面を研削して前記表面の平面度を修正する研削ユニットを備え、
前記研削ユニットは、
前記研磨部材の表面と略平行な所定方向に延びる走行軸と、
前記走行軸に設けられ、前記研磨部材の表面を研削可能なドレスヘッド部と、
前記走行軸の前記所定方向に沿って前記ドレスヘッド部とは離れた位置に設けられ、前記研磨部材の表面形状を測定する測定部と、
前記ドレスヘッド部および前記測定部を前記走行軸に沿って前記所定方向に移動させる移動機構と、
前記測定部を前記走行軸に沿って移動させて前記研磨部材の表面形状を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドレスヘッド部を前記走行軸に沿って移動させて前記研磨部材の修正研削を制御する制御部と、
前記研削ユニットの傾きを調整する第１調整機構とを有して構成され、
前記ドレスヘッド部は、前記研磨部材の表面形状に応じて、前記研磨部材の表面を研削する研削面の傾きを調整する第２調整機構を有して構成されることを特徴とする研磨装置。

【請求項2】

前記ドレスヘッド部は、前記研磨部材の表面を研削する研削工具を有し、
前記研削工具を前記研磨部材の表面に当接させて回転させることにより、前記研磨部材の表面を部分的に研削可能に構成されており、
前記移動機構は、前記研削工具を保持する前記ドレスヘッド部を前記走行軸に沿って移動させることを特徴とする請求項１に記載の研磨装置。

【請求項3】

前記研磨部材は、前記板部材の両面をそれぞれ研磨可能な一対の研磨部材であり、前記保持機構は、前記一対の研磨部材を互いに対向するように保持し、前記保持機構に保持された前記一対の研磨部材をそれぞれ前記板部材の両面に当接させて相対移動させることにより、前記板部材の両面を研磨するように構成されており、
前記研削ユニットは、前記保持機構に保持された前記一対の研磨部材のうち少なくともいずれかの研磨部材の表面を研削して前記表面の平面度を修正することを特徴とする請求項１または２に記載の研磨装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス板等の板部材の表面を研磨する研磨装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス板の表面を研磨する研磨装置には、互いに対向するように配設した一対の研磨部材をガラス板の両面に当接させて相対回転させることにより、ガラス板の両面を研磨する構成のものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような研磨装置においては、ガラス板の表面を平坦に研磨するため研磨部材の表面も平坦化する必要があるが、例えば、大型ガラスの両面を研磨する研磨装置においては、ガラス板を上下に挟む円盤状の研磨部材（以下、上皿および下皿と称する）を平坦化加工する方法として、皿径が半分程度の修正皿を用いて、装置に取り付けられた状態の下皿の表面を研削し平面度を修正する方法や、上下の皿を装置から取り外して、専用の研削装置（例えば、ロータリー研削盤等）により各皿の表面を研削し平面度を修正する方法が採用されている。

【0003】

なお、修正皿を用いて下皿表面の平面度を修正する場合、修正皿を下皿の表面に当接させた状態で下皿を回転駆動し、下皿との摩擦力を利用して修正皿を回転させるいわゆる連れ回しや、修正皿および下皿をともに回転駆動することにより、下皿の表面を研削し平面度を修正する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１‐３０１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、修正皿を用いて下皿表面の平面度を修正する場合、例えば、修正皿の位置が固定されていたため下皿表面の凸部に選択的に研磨圧力をかけることができず、下皿表面の平面度を高めるのが難しかった。また、専用の研削装置により下皿表面の平面度を修正する場合、装置から取り外した上下の皿を再び取り付けるため、取り付け誤差等により研削直後の平面度が得られるとは限らなかった。

【0006】

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、研磨部材表面の平面度を向上させることが可能な研磨装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

このような目的達成のため、本発明に係る研磨装置は、板部材の表面を研磨可能な研磨部材と、前記研磨部材を保持する保持機構とを備え、前記保持機構に保持された前記研磨部材を前記板部材の表面に当接させて相対移動させることにより、前記板部材の表面を研磨するように構成された研磨装置において、前記保持機構に保持された前記研磨部材の表面を研削して前記表面の平面度を修正する研削ユニットを備え、前記研削ユニットは、前記研磨部材の表面と略平行な所定方向に延びる走行軸と、前記走行軸に設けられ、前記研磨部材の表面を研削可能なドレスヘッド部と、前記走行軸の前記所定方向に沿って前記ドレスヘッド部とは離れた位置に設けられ、前記研磨部材の表面形状を測定する測定部と、前記ドレスヘッド部および前記測定部を前記走行軸に沿って前記所定方向に移動させる移動機構と、前記測定部を前記走行軸に沿って移動させて前記研磨部材の表面形状を測定し、その測定結果に基づいて、前記ドレスヘッド部を前記走行軸に沿って移動させて前記研磨部材の修正研削を制御する制御部と、前記研削ユニットの傾きを調整する第１調整機構とを有して構成され、前記ドレスヘッド部は、前記研磨部材の表面形状に応じて、前記研磨部材の表面を研削する研削面の傾きを調整する第２調整機構を有して構成される。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、研磨部材表面の平面度を向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明に係る研磨装置の側面図（部分断面図）である。

【図2】研磨装置の平面図である。

【図3】キャリアを取り除いた状態での研磨装置の平面図である。

【図4】下皿研削ユニットの側断面図である。

【図5】ドレスヘッド部の側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明を適用した研磨装置１の概略構成を図１に示す。研磨装置１は、キャリア１５の側面を支持するキャリア支持機構２０と、キャリア１５に保持されたガラス板１０を研磨する研磨ヘッド機構３０と、研磨ヘッド機構３０を構成する上皿３１の表面３１ａを研削する上皿研削ユニット４０（図２を参照）と、研磨ヘッド機構３０を構成する下皿３６の表面３６ａを研削する下皿研削ユニット５０（図２を参照）とを主体に構成される。

【0011】

ガラス板１０を搬送するためのキャリア１５は、図２にも示すように、枠部材１６と、保持部材１７とを有して構成される。枠部材１６は、ステンレス等の金属材料を用いて、外周部が略円形の枠板状に形成され、枠部材１６の内側に保持部材１７が取り付けられる。保持部材１７は、可撓性の高い樹脂材料を用いて中央に矩形の孔部を有する板状に形成され、ガラス板１０の形状に合わせて形成された当該孔部にガラス板１０が嵌合されて保持されるようになっている。このようにキャリア１５に保持されたガラス板１０は、図示しない搬送装置によりキャリア１５とともに下皿３６の表面３６ａに載置されるとともに、この状態でキャリア１５の側面がキャリア支持機構２０に支持される。なお、枠部材１６および保持部材１７は、ガラス板１０よりも薄くなるように形成される。

【0012】

キャリア支持機構２０は、図２に示すように、キャリア１５に対してそれぞれ等間隔（９０度間隔）に配設された、３つのガイドローラ２１，２２，２３と、１つの駆動ローラ２４とを有して構成され、各ローラ２１〜２４によってキャリア１５の側面を支持する。駆動ローラ２４は、ローラ用モータ２５と連結されており、ローラ用モータ２５の回転駆動力を受けて回転するようになっている。そして、駆動ローラ２４に対する回転駆動力は、キャリア１５と駆動ローラ２４との間の摩擦力を利用してキャリア１５に伝達され、これにより、駆動ローラ２４（ローラ用モータ２５）の回転駆動力を利用して、キャリア１５、すなわち下皿３６の表面３６ａに載置されたガラス板１０が回転駆動されるようになっている。

【0013】

研磨ヘッド機構３０は、ガラス板１０の上面および下面をそれぞれ研磨可能な上下一対の上皿３１および下皿３６と、上皿３１および下皿３６をそれぞれ互いに対向するように保持する上皿保持部３２および下皿保持部３７とを主体に構成される。上皿３１は、セラミックス等の高剛性材料を用いて円盤状に形成され、研磨面となる上皿３１の表面３１ａは高い平面度を有している。上皿保持部３２は、下皿保持部３７の上方に設けられ、上皿３１の表面３１ａが下側を向くように上皿３１を保持する。また、上皿保持部３２は、上部スピンドル３３と連結されて回転可能に構成されており、上皿保持部３２とともに上皿３１を回転および上下移動させることができるようになっている。

【0014】

下皿３６は、セラミックス等の高剛性材料を用いて円盤状に形成され、研磨面となる下皿３６の表面３６ａは高い平面度を有している。下皿保持部３７は、上皿保持部３２の下方に設けられ、下皿３６の表面３６ａが上側を向くように下皿３６を保持する。また、下皿保持部３７は、下部スピンドル３８と連結されて回転可能に構成されており、下皿保持部３７とともに下皿３６を回転させることができるようになっている。

【0015】

そして、キャリア１５に保持されたガラス板１０を図示しない搬送装置により下皿３６の表面３６ａに載置し、上皿保持部３２に保持された上皿３１を下方に移動させて上皿３１および下皿３６をそれぞれガラス板１０の両面（上面および下面）に当接させ、キャリア１５の側面を支持するキャリア支持機構２０の駆動ローラ２４を回転駆動してキャリア１５（ガラス板１０）を回転させることにより、ガラス板１０の両面を研磨する。なおこのとき、図示しない研磨剤供給装置により、上皿３１および下皿３６とガラス板１０との当接部に研磨剤もしくは研磨液等が供給される。

【0016】

このようにしてガラス板１０の両面が研磨される研磨装置１において、上皿研削ユニット４０により上皿保持部３２に保持された上皿３１の表面３１ａを研削して当該表面３１ａの平面度を修正するとともに、下皿研削ユニット５０により下皿保持部３７に保持された下皿３６の表面３６ａを研削して当該表面３６ａの平面度を修正するようになっている。そこで、下皿研削ユニット５０について図３〜図５を追加参照しながら以下に説明する。なお、上皿研削ユニット４０は、下皿研削ユニット５０と上下の向きが逆になるだけで、下皿研削ユニット５０と同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。

【0017】

さて、下皿研削ユニット５０は、図４に示すように、筐体部５１と、制御装置５５（図３を参照）と、水平移動機構６０と、ドレス昇降機構７０と、測定部９０と、ドレス回転機構１００と、ドレスヘッド部１１０と、給水装置１３０と、エア供給制御部１４０とを主体に構成される。筐体部５１は、下側が開放された水平方向に長い箱形に形成される。また、筐体部５１は、図３に示すように、下皿保持部３７（およびキャリア支持機構２０）の側方に配設され、下皿３６の研削を行うときには、制御装置５５の作動制御により、図示しない揺動機構を用いて常には所定の退避位置に位置する筐体部５１が下皿３６の上方に揺動するようになっている。このとき、筐体部５１の先端側が下皿３６の中心部近傍から半径方向に沿って延びるようになっており、後述するドレスヘッド部１１０の水平移動と下皿３６の回転移動とを組み合わせることにより、下皿３６の表面３６ａ全体を研削できるようになっている。

【0018】

筐体部５１の先端部には、傾斜調整ネジ５２が設けられており、筐体部５１の基端部に設けられた揺動中心軸５３を中心として、筐体部５１、すなわち下皿研削ユニット５０の上下方向の傾き（水平レベル）を調整できるようになっている。なおこのとき、筐体部５１の先端側の下部に第１ダイヤルゲージ５７が取り付けられるとともに、第２ダイヤルゲージ５８が取り付けられ、例えば、第１および第２ダイヤルゲージ５７，５８をそれぞれ下皿３６の表面３６ａに当接させて計測した変位量に基づいて、下皿研削ユニット５０の上下方向の傾き（水平レベル）が調整される。

【0019】

水平移動機構６０は、筐体部５１の内部に配設された走行軸６１と、走行軸６１と螺合された走行体６２と、走行軸６１を回転駆動する走行軸用モータ６４とを主体に構成され、走行体６２と繋がるドレスヘッド部１１０を走行軸６１に沿って水平移動（すなわち、下皿３６の表面３６ａと略平行な方向に移動）させるようになっている。走行軸６１は、いわゆるボールネジであり、筐体部５１の先端部近傍から基端部まで跨って、走行軸６１の中心軸を中心に回転自在に取り付けられる。なお、走行軸６１は筐体部５１と略平行に延びることになる。走行軸６１の先端部には、走行軸用従動プーリ６３が取り付けられている。

【0020】

走行体６２は、走行軸６１と螺合されており、走行軸６１の回転に応じて水平（往復）移動するようになっている。この走行体６２には、ドレス昇降機構７０の昇降ベース部材７１が連結され、これにより、ドレス昇降機構７０およびドレス回転機構１００を介して繋がるドレスヘッド部１１０を走行軸６１に沿って水平移動させることが可能になる。また、走行体６２には、測定部９０が連結されており、測定部９０の接触式変位センサ９１をドレスヘッド部１１０とともに水平移動させることができるようになっている。

【0021】

走行軸用モータ６４は、筐体部５１の内側に取り付けられており、走行軸用モータ６４の回転軸に走行軸用減速機６５が連結されるとともに、走行軸用減速機６５の出力軸に走行軸用駆動プーリ６６が連結される。走行軸用駆動プーリ６６と走行軸用従動プーリ６３との間にベルトが巻き掛けられ、走行軸用モータ６４の回転駆動力が走行軸用減速機６５、走行軸用駆動プーリ６６、および走行軸用従動プーリ６３を介して走行軸６１に伝達され、走行軸用モータ６４により走行軸６１が回転駆動される。なお、走行体６２と繋がるドレスヘッド部１１０の走行軸６１上の原点位置を検出する走行軸用原点検出センサ６７および、ドレスヘッド部１１０（走行体６２）が走行軸６１の先端部および基端部に達したか否かを検出する走行軸用リミットセンサ６８，６９が、筐体部５１の内側に取り付けられている。

【0022】

ドレス昇降機構７０は、水平移動機構６０の走行体６２と連結された昇降ベース部材７１と、昇降ベース部材７１に取り付けられた２つの昇降用ボールネジ７２，７５と、昇降用ボールネジ７２，７５と螺合された昇降部材７７と、昇降用ボールネジ７２，７５を回転駆動する昇降用モータ７８とを主体に構成され、昇降部材７７と繋がるドレスヘッド部１１０を昇降用ボールネジ７２，７５に沿って昇降させるようになっている。昇降ベース部材７１は、箱形に形成されており、水平移動機構６０の走行体６２と連結されて水平移動可能に構成される。

【0023】

２つの昇降用ボールネジ７２，７５はそれぞれ、昇降ベース部材７１の内部に回転自在に取り付けられる。このとき、各昇降用ボールネジ７２，７５はそれぞれ、互いに平行となるように上下方向を向いている。第１の昇降用ボールネジ７２の下端部には、第１の昇降用従動プーリ７３が取り付けられ、第１の昇降用ボールネジ７２の上端部には、駆動伝達プーリ７４が取り付けられている。また、第２の昇降用ボールネジ７５の上端部には、第２の昇降用従動プーリ７６が取り付けられ、第２の昇降用従動プーリ７６と駆動伝達プーリ７４との間にベルトが巻き掛けられる。

【0024】

昇降用モータ７８は、昇降ベース部材７１に取り付けられており、昇降用モータ７８の回転軸に昇降用減速機７９が連結されるとともに、昇降用減速機７９の出力軸に昇降用駆動プーリ８０が連結される。昇降用駆動プーリ８０と第１の昇降用従動プーリ７３との間にベルトが巻き掛けられ、昇降用モータ７８の回転駆動力が昇降用減速機７９、昇降用駆動プーリ８０、および第１の昇降用従動プーリ７３を介して第１の昇降用ボールネジ７２に伝達されるとともに、駆動伝達プーリ７４および第２の昇降用従動プーリ７６を介して第２の昇降用ボールネジ７５に伝達され、昇降用モータ７８により第１および第２の昇降用ボールネジ７２，７５がそれぞれ回転駆動される。なお、昇降部材７７と繋がるドレスヘッド部１１０の昇降用ボールネジ７２，７５上の原点位置を検出する昇降用原点検出センサ８１および、ドレスヘッド部１１０（昇降部材７７）が昇降用ボールネジ７２，７５の上端部および下端部に達したか否かを検出する昇降用リミットセンサ８２，８３が、昇降ベース部材７１に取り付けられている。

【0025】

測定部９０は、下皿３６の表面３６ａの高さを測定する接触式変位センサ９１と、接触式変位センサ９１を昇降させる昇降シリンダ９２とを主体に構成される。接触式変位センサ９１は、先端に設けられたプローブを下皿３６の表面３６ａに接触させることで、下皿３６の表面３６ａの高さを測定し、その測定信号を制御装置５５（図３を参照）に出力する。昇降シリンダ９２は、いわゆるエアシリンダであり、ロッド部が連結部材９３を介して接触式変位センサ９１と連結され、空気圧を利用して接触式変位センサ９１を昇降させる。そのため、昇降シリンダ９２の配管は、スピードコントローラ９４，９５を介してエア供給制御部１４０のシリンダ駆動バルブ１５２と接続される。また、昇降シリンダ９２は、水平移動機構６０の走行体６２と連結されており、ドレスヘッド部１１０とともに接触式変位センサ９１を水平移動可能に構成される。なお、接触式変位センサ９１が所定の上昇位置および下降位置に達したか否かを検出する昇降用リミットセンサ９６，９７が、昇降シリンダ９２に内蔵されている。

【0026】

ドレス回転機構１００は、ドレス昇降機構７０の昇降部材７７に回転可能に取り付けられたスピンドル１０１と、スピンドル１０１を回転駆動する回転用モータ１０４とを主体に構成され、スピンドル１０１の下端部に連結されたドレスヘッド部１１０を回転させるようになっている。スピンドル１０１は、中空円筒状に形成されており、ドレス昇降機構７０の昇降部材７７に回転可能に取り付けられるとともに、当該昇降部材７７とともに昇降可能に構成される。

【0027】

スピンドル１０１の下端部にはドレスヘッド部１１０が連結されており、ドレスヘッド部１１０の内部（後述の圧力室Ｈ）へ空気を給排するためのエア通路がスピンドル１０１の内部に形成される。一方、スピンドル１０１の上端部にはロータリージョイント１０３が取り付けられており、エア供給制御部１４０の加圧用管路１４１と接続される。また、スピンドル１０１の中央部近傍には、回転用従動プーリ１０２が取り付けられる。

【0028】

回転用モータ１０４は、ドレス昇降機構７０の昇降部材７７に取り付けられており、回転用モータ１０４の回転軸に回転用減速機１０５が連結されるとともに、回転用減速機１０５の出力軸に回転用駆動プーリ１０６が連結される。回転用駆動プーリ１０６と回転用従動プーリ１０２との間にベルトが巻き掛けられ、回転用モータ１０４の回転駆動力が回転用減速機１０５、回転用駆動プーリ１０６、および回転用従動プーリ１０２を介してスピンドル１０１に伝達され、回転用モータ１０４によりスピンドル１０１が回転駆動される。なお、スピンドル１０１と繋がるドレスヘッド部１１０の回転を検出する回転検出センサ１０７が、昇降部材７７に取り付けられている。

【0029】

ドレスヘッド部１１０は、図５に示すように、スピンドル１０１の下端部に連結されたヘッドハウジング１１１と、ヘッドハウジング１１１の開口部を塞ぐように設けられた研削工具１２１とを主体に構成される。ヘッドハウジング１１１は、スピンドル１０１と連結される連結部１１２と、連結部１１２の下側に連結されたプレート部１１３と、プレート部１１３の下側に連結されたアウターリング１１７とを主体に構成され、これらによって下側に開口した有底円筒形に形成される。

【0030】

連結部１１２は、中央に開口を有する円盤状に形成され、連結部１１２の中央部上側にスピンドル１０１の下端部が連結される。連結部１１２の開口はスピンドル１０１の内部と繋がっており、スピンドル１０１の内部（エア通路）からヘッドハウジング１１１の内部（後述の圧力室Ｈ）に空気が給排されるようになっている。プレート部１１３は、中央に開口を有する円盤状に形成され、連結部１１２の外周部下側に連結される。アウターリング１１７は、プレート部１１３と同等の外径を有する断面視Ｌ字型のリング状に形成され、プレート部１１３の外周部下側に連結される。アウターリング１１７の底部には、複数のガイドピン１１８が上方を向いて取り付けられている。

【0031】

プレート部１１３の下側におけるアウターリング１１７の内側には、インナーリング１１４が取り付けられており、インナーリング１１４の内側上面に取り付けられた固定リング１１５との間に、ダイヤフラム１１６の外周側が挟持される。ダイヤフラム１１６は、ゴム等の弾性の高い樹脂材料を用いて円盤状に形成され、ダイヤフラム１１６の外周側がインナーリング１１４と固定リング１１５との間に挟持されるとともに、内周側が研削工具１２１の上部プレート１２２と下部プレート１２３との間に挟持される。これにより、ヘッドハウジング１１１と、研削工具１２１と、ダイヤフラム１１６とに囲まれて、ヘッドハウジング１１１内に圧力室Ｈが形成される。そして、研削工具１２１の中央上面で圧力室Ｈ内の空気圧を受けて、研削工具１２１が上下方向（下皿３６の表面３６ａへ向かう方向）へ往復移動できるようになっている。

【0032】

研削工具１２１は、上部プレート１２２と、上部プレート１２２の下側に連結された下部プレート１２３と、下部プレート１２３の下側に連結された研削部材１２５とを有して構成される。上部プレート１２２は円盤状に形成され、下部プレート１２３との間にダイヤフラム１１６の内周側が挟持される。下部プレート１２３は、上部プレート１２２よりも外径の大きい円盤状に形成され、上部プレート１２２の下側に連結される。研削部材１２５は、例えばダイヤモンド砥粒を含んだセラミック材を用いて、下部プレート１２３よりも外径の小さい円盤状に形成され、下部プレート１２３の下側に連結される。そして、研削部材１２５の表面（下面）が下皿３６の表面３６ａを研削する研削面となる。

【0033】

下部プレート１２３の外周部には、ヘッドハウジング１１１のガイドピン１１８と位置整合した複数のガイド溝１２４が形成されており、ヘッドハウジング１１１のアウターリング１１７に取り付けられた複数のガイドピン１１８がそれぞれ、ガイド溝１２４に係合するようになっている。これにより、スピンドル１０１と連結されたヘッドハウジング１１１の回転駆動力は、ガイドピン１１８およびガイド溝１２４を介して研削工具１２１に伝達される。なお、ガイド溝１２４は、ガイドピン１１８よりも若干大きく形成されており、研削工具１２１が下皿３６の表面３６ａの形状に対し倣う（傾斜する）ことができるようになっている。

【0034】

給水装置１３０は、図４に示すように、下皿表面３６ａの研削中に洗浄水を供給する装置であり、給水装置１３０の給水管路１３９には、上流側から順に、水供給源Ｂと繋がる通路の開閉を行うマスターバルブ１３１と、給水管路１３９内の水圧を所望の水圧に減圧するレギュレータ１３２と、給水管路１３９の開閉を行う給水バルブ１３３とが配設される。給水バルブ１３３は、エア供給制御部１４０のセンサ用管路１５１から分岐して供給される空気の圧力を受けて、給水管路１３９を開放し、洗浄水を供給するようになっている。なお、センサ用管路１５１と給水バルブ１３３との間の管路には、給水バルブ１３３による給水管路１３９の開閉作動を制御する給水作動バルブ１５５が配設されている。また、給水バルブ１３３において、給水バルブ１３３を通過する水の流量を調節することが可能である。

【0035】

エア供給制御部１４０は、ドレスヘッド部１１０のヘッドハウジング１１１の内部に空気を供給する加圧用管路１４１と、測定部９０の昇降シリンダ９２に空気を供給するセンサ用管路１５１と、測定部９０により下皿３６の表面３６ａの高さを測定するときに下皿３６の表面３６ａに残った水分を吹き飛ばす空気を供給するエアブロー用管路１６１の３つの管路を有して構成される。加圧用管路１４１は、エア供給源Ａからスピンドル１０１（ロータリージョイント１０３）を介してヘッドハウジング１１１の内部に繋がっており、加圧用管路１４１には、上流側から順に、エア供給源Ａと繋がる通路の開閉を行うマスターバルブ１４２と、加圧用管路１４１内の空気圧を減圧する第１レギュレータ１４３と、加圧用管路１４１内の空気圧をさらに減圧する第２レギュレータ１４４と、加圧用制御ユニット１４５とが配設される。

【0036】

加圧用制御ユニット１４５は、制御装置５５（図３を参照）からの空気圧制御信号を受けて加圧用管路１４１内の空気圧を所定の空気圧に制御する電空レギュレータ１４６と、電空レギュレータ１４６よりも下流側の管路に設けられた開閉バルブ１４９とを有して構成される。また、電空レギュレータ１４６と開閉バルブ１４９との間の管路には、当該管路内の空気圧を検出して電空レギュレータ１４６に出力する第１圧力センサ１４７と、当該管路内の空気圧を予備的に検出する第２圧力センサ１４８とが配設されている。開閉バルブ１４９は、第２レギュレータ１４４の下流側から分岐して供給される空気の圧力を受けて、常には加圧用管路１４１を開放し、電空レギュレータ１４６によって得られた所定の空気圧を有する空気をヘッドハウジング１１１の内部に供給するようになっている。一方、制御装置５５から所定の駆動信号が入力されると、開閉バルブ１４９は、加圧用管路１４１を閉鎖するとともに、ヘッドハウジング１１１の内部を大気圧に開放し、ヘッドハウジング１１１内の加圧空気を外部に排出するようになっている。そのため、開閉バルブ１４９には、空気の排出音を抑えるサイレンサ１４９ａが取り付けられている。

【0037】

センサ用管路１５１は、加圧用管路１４１における第１レギュレータ１４３の下流側から分岐して昇降シリンダ９２に繋がっており、センサ用管路１５１には、シリンダ駆動バルブ１５２が配設されている。シリンダ駆動バルブ１５２は、制御装置５５（図３を参照）からの切替信号を受け、センサ用管路１５１からの空気を昇降シリンダ９２内の２つのシリンダ室のうちいずれか一方に切り替えて供給する。これにより、シリンダ駆動バルブ１５２を切替作動させることで、昇降シリンダ９２による接触式変位センサ９１の昇降作動を切り替えることができる。

【0038】

エアブロー用管路１６１は、加圧用管路１４１における第２レギュレータ１４４の下流側から分岐しており、エアブロー用管路１６１には、エアブロー用管路１６１を開閉する開閉バルブ１６２が配設されている。開閉バルブ１６２は、センサ用管路１５１から分岐して供給される空気の圧力を受けて、エアブロー用管路１６１を開放し、下皿３６の表面３６ａに残った水分を吹き飛ばす空気を供給するようになっている。なお、センサ用管路１５１と開閉バルブ１６２との間の管路には、開閉バルブ１６２によるエアブロー用管路１６１の開閉作動を制御するエアブロー作動バルブ１５６が配設されている。

【0039】

以上のように構成される下皿研削ユニット５０により、下皿保持部３７に保持された下皿３６の表面３６ａを研削して当該表面３６ａの平面度を修正するには、まず、制御装置５５の作動制御により、図示しない揺動機構を用いて所定の退避位置に位置する筐体部５１を下皿３６の上方に揺動させる。このとき、水平移動機構６０によりドレスヘッド部１１０を水平移動させるとドレスヘッド部１１０の回転軸が下皿３６の中心軸（回転軸）と同軸になるようにする。これにより、水平移動機構６０によってドレスヘッド部１１０および測定部９０（接触式変位センサ９１）が下皿３６の半径方向に沿って水平移動することになる。またこのとき、傾斜調整ネジ５２を用いて、筐体部５１、すなわち下皿研削ユニット５０の上下方向の傾き（水平レベル）を調整する。

【0040】

次に、水平移動機構６０により下皿３６の半径方向に沿って測定部９０を水平移動させながら、測定部９０の接触式変位センサ９１により複数の測定位置において下皿３６の表面３６ａの高さを測定する。なおこのとき、測定部９０の昇降シリンダ９２は、シリンダ駆動バルブ１５２の切替作動により、下皿３６の表面３６ａの高さを測定するときには、接触式変位センサ９１のプローブが下皿３６の表面３６ａに接触するまで接触式変位センサ９１を下降させ、測定が終了すると接触式変位センサ９１を上昇させる。そして、下皿保持部３７に保持された下皿３６を所定角度ずつ回転させながら上記測定を繰り返すことにより、下皿３６の表面３６ａの高さを全体にわたって測定することが可能になる。接触式変位センサ９１の測定信号は制御装置５５に出力され、制御装置５５は、接触式変位センサ９１によって測定された各測定位置における下皿３６の表面３６ａの高さに基づいて、下皿３６の表面３６ａの平面度および（水平からの）傾斜角を算出する。

【0041】

下皿３６の表面３６ａの平面度を算出すると、制御装置５５は、算出した平面度が要求される平面度に達していない場合、接触式変位センサ９１により測定された下皿３６の表面３６ａの高さに応じて、例えば下皿表面３６ａにおける凸部分にドレスヘッド部１１０が移動するように水平移動機構６０、ドレス昇降機構７０、および下皿保持部３７等の作動を制御し、さらに、下皿表面３６ａにおける凸部分を研削して平坦化するためにドレス回転機構１００および電空レギュレータ１４６等の作動を制御して、ドレスヘッド部１１０の研削工具１２１（研削部材１２５）を回転させながら当該凸部分に押圧させる。このとき、下皿３６の表面３６ａを平坦化するため、ドレス回転機構１００によるドレスヘッド部１１０（研削工具１２１）の回転数や、電空レギュレータ１４６からヘッドハウジング１１１の内部に供給される空気圧（すなわち、研削工具１２１の押圧力）等を調整しながら、研削工具１２１（研削部材１２５）による下皿表面３６ａの研削が行われる。

【0042】

そして、下皿表面３６ａの研削を行った後、前述の場合と同様にして再び下皿３６の表面３６ａの高さを測定し、算出した下皿３６の表面３６ａの平面度が要求される平面度に達しているかどうか確認を行う。

【0043】

この結果、本実施形態の研磨装置１によれば、制御装置５５が、接触式変位センサ９１により測定された下皿３６の表面３６ａの高さに応じて水平移動機構６０の作動を制御するため、下皿表面３６ａにおける凸部分を選択的に研削することができ、下皿表面３６ａの平面度を向上させることが可能になる。また、下皿保持部３７に保持された下皿３６の表面３６ａを研削して当該表面３６ａの平面度を修正するため、下皿３６の取り付け誤差等の影響を排除することができ、下皿表面３６ａの平面度をより向上させることが可能になる。

【0044】

このとき、下皿研削ユニット５０は、ドレスヘッド部１１０の研削工具１２１を下皿３６の表面３６ａに当接させて回転させることより、下皿３６の表面３６ａを部分的に研削可能に構成されることが好ましく、このようにすれば、下皿表面３６ａにおける凸部分を効果的に研削することができる。

【0045】

さらに、ドレスヘッド部１１０は、下皿３６の表面形状に応じて研削工具１２１の傾きを調整する（研削工具１２１が倣う）調整機構（ガイドピン１１８およびガイド溝１２４）を有して構成されることが好ましく、このようにすれば、下皿表面３６ａにおける凸部分をより平坦に研削することができる。

【0046】

また、上皿研削ユニット４０および下皿研削ユニット５０を用いて、ガラス板１０の両面を研磨する上皿３１および下皿３６のうち少なくともいずれかの表面を研削して平面度を修正するようにすることが好ましく、このようにすれば、各皿の平面度だけでなく、上皿３１および下皿３６の表面同士の平行度を向上させることが可能になる。

【0047】

なお、上述の実施形態において、ガラス板１０の両面を研磨する研磨装置１を例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、液晶ガラス基板やウェハ、金属板等の板部材を研磨する研磨装置においても、本発明を適用可能である。

【符号の説明】

【0048】

１ 研磨装置
１０ ガラス板（板部材） １５ キャリア
３０ 研磨ヘッド機構
３１ 上皿（研磨部材） ３２ 上皿保持部（保持機構）
３６ 下皿（研磨部材） ３７ 下皿保持部（保持機構）
４０ 上皿研削ユニット
５０ 下皿研削ユニット ５５ 制御装置（制御部）
６０ 水平移動機構（移動機構） ７０ ドレス昇降機構
９０ 測定部 ９１ 接触式変位センサ
１００ ドレス回転機構 １１０ ドレスヘッド部
１１１ ヘッドハウジング １１８ ガイドピン（調整機構）
１２１ 研削工具 １２４ ガイド溝

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】