(57)【要約】【課題】研磨時間の調整作業等の手間がかからず、研磨量のばらつきなく板状部材端面を研磨することができる板状部材端面の研磨装置を提供する。【解決手段】本板状部材端面の研磨装置は、板状部材が固定される固定手段を送る送り機構と、前進移動する板状部材の端面と研磨布の当接を検出する当接検出手段と、この当接検出手段からの当接情報受信位置を基点とし、送り機構及び固定手段を介して板状部材が送られる量を検出する移動量検出手段を有する。【選択図】  図１
2004358606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材が固定される固定手段と、この固定手段の前進移動により前記板状部材の端面が押し付けられて研磨される研磨布を備える回転定盤と、この回転定盤に研磨材を供給する研磨材供給手段を有する板状部材端面の研磨装置において、前記固定手段を送る送り機構と、前記前進移動する板状部材の端面と前記研磨布の当接を検出する当接検出手段と、この当接検出手段からの当接情報受信位置を基点とし、送り機構及び固定手段を介して板状部材が送られる量を検出する移動量検出手段を有することを特徴とする板状部材端面の研磨装置。
【請求項２】
前記当接検出手段は、荷重検出手段であることを特徴とする請求項１に記載の板状部材端面の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はフォトマスク用シリカガラス板材等の板状部材端面の研磨装置に係わり、特に板状部材の送りを改善した板状部材端面の研磨装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、フォトマスク用シリカガラス板材等の板状部材端面の研磨装置は、板状部材端面を回転定盤に取付けられた研磨布に押し付けて、この研磨布に研磨材を供給しながら研磨している（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
しかし、従来の板状部材端面の研磨装置は、使用される研磨布及び研磨材の経時変化が大きいにも拘らず、予め設定された研磨時間あるいは送り量によって、研磨を終了させていた。このため、所定の研磨量を研磨するような条件で所定時間加工を繰り返すと、研磨布には表面状態及び圧縮率の変化が生じ、研磨材には濃度、ｐＨの変化あるいは研磨屑の混入等の発生が生じて、研磨条件が変化する。従って、単位時間当たりの研磨量が変動し、安定した研磨量を得るには、加工条件（加工時間、加工圧力等）のこまめな調整が必要であり、また加工条件の標準化が困難な状況であった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−５４８４３号公報（段落番号［００４３］、図１）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００２−２２４９３８３号公報（段落番号［００３０］〜［００３１］、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、研磨時間の調整作業等の手間がかからず、研磨量のばらつきが小さい板状部材端面の研磨装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の１つの態様によれば、板状部材が固定される固定手段と、この固定手段の前進移動により前記板状部材の端面が押し付けられて研磨される研磨布を備える回転定盤と、この回転定盤に研磨材を供給する研磨材供給手段を有する板状部材端面の研磨装置において、前記固定手段を送る送り機構と、前記前進移動する板状部材の端面と前記研磨布の当接を検出する当接検出手段と、この当接検出手段からの当接情報受信位置を基点とし、送り機構及び固定手段を介して板状部材が送られる量を検出する移動量検出手段を有することを特徴とする板状部材端面の研磨装置が提供される。これにより、研磨時間の調整作業等の手間がかからず、研磨量のばらつきが小さい板状部材端面の研磨装置が実現される。
【０００８】
好適な一例では、前記当接検出手段は、荷重検出手段である。これにより、当接位置が正確に検出される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる板状部材端面の研磨装置の実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００１０】
図１は本発明に係わる板状部材端面の研磨装置の概念図である。
【００１１】
図１に示すように、本発明に係わる板状部材端面の研磨装置１は、被研磨部材としての板状部材Ｍが固定される固定手段２と、この固定手段２の前進移動により板状部材Ｍの端面ｍが押し付けられて研磨される研磨布３を備える回転定盤４と、この回転定盤４に研磨材を供給する研磨材供給手段５を有しており、さらに、固定手段２を送る送り機構６と、前進移動する板状部材Ｍの端面ｍと研磨布３の当接を検出する当接検出手段７と、この当接検出手段７からの当接情報受信位置を基点とし、送り機構６及び固定手段２を介して板状部材Ｍが送られる移動（送り）量を検出する移動量検出手段８を有し、また、研磨装置１の上記構成要素全体を制御する制御手段９を有している。
【００１２】
上記固定手段２は、真空チャック（図示せず）が設けられた固定板２ａと、この固定板２ａを９０度毎に回動可能に支持する回動支持台２ｂを有し、真空チャックの働きで板状部材Ｍを固定板２ａに真空吸着することにより、板状部材Ｍを傷付けることなく固定でき、９０度毎に回動できるようになっている。回転定盤４は、駆動軸１０を介して駆動モータ１１に回転されるようになっており、研磨材供給手段５は、研磨材が収容された研磨材タンク５ａから供給ポンプ５ｂを介して適量供給されるようになっている。
【００１３】
上記送り機構６は、水平に配置され固定手段２を送り摺動溝６ａ１が形成された支持部材６ａと、摺動溝６ａ１に収容されて支持部材６ａに内装され、かつ、摺動溝６ａ１に沿って摺動する水平移動部材６ｂが螺合するボールねじ６ｃと、このボールねじ６ｃを回転させる進退用ステッピングモータ６ｄを有している。送り機構６は、研磨装置１全体を制御する制御手段９により進退用ステッピングモータ６ｄを制御して、固定手段２を支持部材６ａに沿って移動させる。
【００１４】
また、移動量検出手段８は、固定手段２、すなわち板状部材Ｍの移動（送り）量を検出するもので、ボールねじ６ｃと、このボールねじ６ｃのピッチと回転数からその移動量を演算する研磨装置制御用の制御手段９とからなっている。
【００１５】
さらに、上記回転定盤４には、研磨プレート４ａを介して上記研磨布３が取付けられ、さらに、駆動軸１０を介して駆動モータ１１により回転され、回転定盤４の反研磨布側には、当接検出手段７が取付けられている。
【００１６】
この当接検出手段７は、荷重検出手段が用いられ、図２に示すように、駆動軸１０に取り付けられ磁気を帯びたギア７ａと、このギア７ａに非接触状態で対向して設けられた磁気センサ７ｂを有し、擬制正弦波を発生させることにより回転角度変化を求めて、前進する板状部材Ｍが研磨布３に当接して増加する荷重を検出することにより、板状部材Ｍと研磨布３の当接を検出するようになっている。当接検出手段７が、板状部材Ｍと研磨布３の当接を検出すると、当接情報が制御手段９に送信されるようになっている。当接検出手段７に荷重検出手段を用いることにより、当接位置が正確に検出される。
【００１７】
制御手段９は、研磨装置１の構成要素全体を制御するのに用いられ、ＣＰＵがＲＯＭ及びＲＡＭとデータのやりとりを行いながらＲＯＭに記憶されている制御プログラムを実行することによって、回動支持台２ｂ、供給ポンプ５ｂ、進退用ステッピングモータ６ｄ、当接検出手段７、移動量検出手段８、駆動モータ１１の制御を行う。
【００１８】
次に本発明に係わる板状部材端面の研磨装置を用いた方法について説明する。
【００１９】
図１に示すように、研磨すべき板状部材Ｍ、より好ましい材質としてのシリカガラスからなる板を固定手段２の固定板２ａに載置し、真空チャックにより板状部材Ｍを固定板２ａに固定する。しかる後、制御手段９により駆動モータ１１を駆動させて駆動軸１０を介して回転定盤４を回転させ、研磨布３を回転させる。この研磨布３の回転と同時に、制御手段９により、研磨材供給手段５の供給ポンプ５ｂを作動させて研磨材を研磨布３に供給し、さらに、送り機構６の進退用ステッピングモータ６ｄを回転させて水平移動部材６ｂを送り、この水平移動部材６ｂに取付けられた固定手段２及びこの固定手段２に取付けられた板状部材Ｍは研磨布３方向に送られる。板状部材Ｍの端面ｍは、研磨布３に当接し、研磨が開始される。一方、端面ｍが研磨布３に当接すると、当接検出手段７によって駆動軸１０の回転数の変化が検出され、端面ｍと研磨布３の当接が検出されると、当接情報が制御手段９に送信される。制御手段９は当接検知情報が入力されると、当接位置を基点として、進退用ステッピングモータ６ｄの回転を継続させて、水平移動部材６ｂ、固定手段２を介して板状部材Ｍを所定距離、すなわち研磨代分送り、板状部材Ｍは研磨代分だけ研磨される。板状部材Ｍが所定距離移動、すなわち研磨代分研磨されると、移動量検出手段８によりその所定距離（研磨量）に達した位置が検出されて加工終了位置として研磨は完了する。
【００２０】
制御手段９は板状部材Ｍの一端面ｍの研磨が完了すると、進退用ステッピングモータ６ｄを逆回転させて、水平移動部材６ｂ、固定手段２を介して板状部材Ｍを回動可能な距離後退させ、回動支持台２ｂにより固定板２ａと共に板状部材Ｍを９０度回動させる。この回動後、再び、送り機構６の進退用ステッピングモータ６ｄを回転させて、板状部材Ｍは研磨布３方向に送られ、端面ｍは研磨布３に当接し研磨が開始される。端面ｍが研磨布３に当接すると、荷重検出手段１２によって、端面ｍと研磨布３の当接が検出され、再び当接位置を基点として、進退用ステッピングモータ６ｄを回転させて、水平移動部材６ｂ、固定手段２を介して板状部材Ｍを所定距離、すなわち研磨代分送り、板状部材Ｍは研磨代分だけ研磨され、移動量検出手段８により所定研磨量に達した位置が検出され研磨は完了する。このような研磨工程が繰り返される。
【００２１】
上記研磨工程において、当接位置を基点として、所定研磨量に達した位置を移動量検出手段８により検出するので、加工開始点と加工終了点を精度良く求めることができ、これにより、研磨布及び研磨材の状態変化の影響を受けることなしに、ばらつきなく安定した研磨量を得ることができる。
【００２２】
また、研磨工程時に、研磨パッド及び研磨材の状態変化の影響を受けることから、研磨時間が増減するが、生産コスト及び加工タクトとの兼ね合いから必要な範囲で、それぞれ管理することが可能となる。さらに、状態変化の影響を受けた研磨布及び研磨材を用いても、研磨時間の条件出しの調整作業等に手間をかける必要がなく、生産性が向上する。
【００２３】
上記のように本実施形態の板状部材端面の研磨装置によれば、研磨時間の調整作業等の手間がかからず、研磨量のばらつきなく板状部材端面を研磨することができる。
【００２４】
【実施例】
実施例：  本発明に係わる板状部材端面の研磨装置を用いて、□１５２ｍｍ×厚さ６ｍｍのシリカガラス板の端面を試料とし、目標として５０μｍ研磨する加工を５０枚実施した。
【００２５】
加工条件は、研磨パッドとして、平坦なプレートに直径３５０ｍｍで厚さ２ｍｍの発泡ポリウレタン製樹脂を貼り付け約６００ｒｐｍで回転させ、これに酸化セリウム系研磨材を用い、研磨材を流しながら、試料を１．０ｋｇ／ｃｍ２の面圧で押付けて加工した。その結果、５０枚の加工で平均５０．１μｍ、標準偏差０．５μｍの精度を得た。従来と比べて十分な精度を得ることができた。このときの加工時間は１０９〜１５１秒であった。
【００２６】
比較例１：  板状部材の端面を研磨布が設けられた回転定盤に押し付けて、この回転定盤に研磨材を供給しながら研磨する研磨装置を用いて、□１５２ｍｍ×厚さ６ｍｍのシリカガラス板の端面を試料とし、目標として５０μｍ研磨する加工を５０枚実施した。
【００２７】
加工条件は、上記実施例と同様にし、加工時間は１２０秒で固定した。
【００２８】
その結果、５０枚の加工で平均４８．５μｍ、標準偏差４．４μｍの精度であり、実施例と比較すると十分な精度を得ることができなかった。
【００２９】
比較例２：  上記比較例と同様の条件とし、加工時間は１０枚ごとに実際の加工寸法を測定しながら調整した。その結果、５０枚の加工で平均５０．５μｍ、標準偏差０．９μｍの精度であった。研磨時間の調整作業を実施することで、比較例１よりは精度が向上したが、実施例の精度には達していない。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係わる板状部材端面の研磨装置によれば、研磨時間の調整作業等の手間がかからず、研磨量のばらつきなく板状部材端面を研磨することができる板状部材端面の研磨装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる板状部材端面の研磨装置の概念図。
【図２】本発明に係わる板状部材端面の研磨装置に用いられる荷重検出手段の概念図。
【符号の説明】
１  板状部材端面の研磨装置
２  固定手段
２ａ  固定板
２ｂ  回動支持台
３  研磨布
４  回転定盤
４ａ  研磨プレート
５  研磨材供給手段
５ａ  研磨材タンク
５ｂ  供給ポンプ
６  送り機構
６ａ  支持部材
６ａ１  摺動溝
６ｂ  水平移動部材
６ｃ  ボールねじ
６ｄ  進退用ステッピングモータ
７  当接検出手段
７ａ  ギア
７ｂ  磁気センサ
８  移動量検出手段
９  制御手段
１０  駆動軸
１１  駆動モータ
ｍ  端面
Ｍ  板状部材
【図１】
2004358606.tif 000003
【図２】
2004358606.tif 000004