研磨方法
【課題】短い研磨時間で、高い平坦度を得ながら被加工物の両面を夫々所定量加工する研磨方法を提供する。
【解決手段】研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍを測定する工程と、被加工物１０を第１の加工時間Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を第２の加工時間Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【解決手段】研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍを測定する工程と、被加工物１０を第１の加工時間Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を第２の加工時間Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面ラップ盤で被加工物の両面を研磨して所定の厚みに調整する研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
両面ラップ盤は、水晶基盤や半導体ウエハ、またハードディスク用のガラス基板等の薄板状被加工物を両面同時に研磨加工するものであり、両面同時に加工することによって、研磨時間を短縮している。
【０００３】
また、特許文献１に記載の両面ラップ盤では、被加工物が両面ラップ盤の上定盤と下定盤との間に配置され、両面ラップ盤が回転することによって、被加工物の上下面が同時に研磨されるが、被加工物の研磨代の約半分が研磨されると、両面ラップ盤から被加工物を取り外し、被加工物の上下面を反転させて両面ラップ盤に再配置する。そして、被加工物の両面を前記と同様に目標の厚みになるまで研磨する。このように、研磨の途中において被加工物を反転させることにより、上面と下面との研摩状態の相違を矯正して、所望の厚みで高い平坦度を有する被加工物を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９３８６号公報（段落［００１８］〜［００２２］、第１図）
【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、上述した先行技術では、被加工物の上下面の間に接合面等の基準面を有し、上面をその基準面から所定量加工し、また下面をその基準面から所定量加工したうえで、被加工物を所望の厚みにすることは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、短い研磨時間で、高い平坦度を得ながら被加工物の両面を夫々所定量加工する研磨方法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】
上記目的を達成するために本発明は、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、前記被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して前記被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【０００８】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、被研磨面の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、被研磨面の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、被加工物は所定の厚みとなる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記被加工物は接合面を有し、前記接合面を基準として前記加工量が設定されることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記接合面は前記被研磨面に対して傾斜しており、前記接合面の端部を基準に前記加工量を測定することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、前記被加工物は、接合した光学フィルタであることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、前記接合面は前記被研磨面と平行であることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明では、前記被加工物に対して、前記上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明では、前記上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明では、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量が同じである被加工物を選別する工程と、前記選別された被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して前記選別された被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【００１６】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、選別された複数の被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、選別された複数の被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、選別された複数の被加工物は所定の厚みとなる。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明では、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量に応じて被加工物を区分する工程と、少なくとも２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間に配置する工程と、２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して、第１の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間の所定時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して、第２の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間内の残り時間で研磨加工する工程とを有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【００１８】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、第１の区分に属する被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、第１の区分に属する被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、第１の区分に属する被加工物は所定の厚みとなる。また、第２の区分に属する被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間と第２の時間内の所定時間と間、加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間内の残り時間で加工されて、第１の区分の被加工物とは異なる所定量加工されることになる。一方、第２の区分に属する被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間と第２の時間内の所定時間と間、加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間内の残り時間で加工されて、第１の区分の被加工物とは異なる所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、第２の区分に属する被加工物は第１の被加工物と同じ所定の厚みとなる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、被研磨面の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、或る所定量加工されることなる。一方、被研磨面の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、別の所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、被加工物は所定の厚みとなる。従って、両面同時に加工することで研磨加工時間が短縮され、被加工物を反転させることで平坦度の高い被加工面が得られ、上定盤と下定盤の加工レートに応じて加工時間を割り振ることで、被加工物の両面を夫々所定量加工することができるとともに、被加工物を所定の厚さに調整することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、接合面は被研磨面に対して傾斜していても、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、光入出面である被研磨面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良いビームスプリッタを得ることができる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明によれば、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明によれば、上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、上定盤と下定盤との加工レートが異なる値に設定されるので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明によれば、上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定するので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明によれば、複数の被加工物を纏めて、被加工物の被研磨面から夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明によれば、被研磨面からの加工量が異なる複数の被加工物を纏めて、被加工物の被研磨面から夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子の製造方法の前工程を示す図
【図２】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子の製造方法の後工程を示す図
【図３】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子を示す図
【図４】は、本発明の実施形態である研磨方法を用いる両面ラップ盤の概略説明図
【図５】は、両面ラップ盤の要部を示す断面図
【図６】は、本発明の実施形態である研磨方法による加工例を示す図
【図７】は、本発明の実施形態である研磨方法による別の加工例を示す図
【図８】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する別の光学素子を示す図
【図９】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用するさらに別の光学素子を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００３０】
図１、図２は、本実施形態である研磨方法を適用するビームスプリッタの製造方法を説明する工程図である。ビームスプリッタは、偏光分離膜を介して２つの三角柱状のガラスプリズムを接合することにより立方体状に構成したものであり、偏光分離膜において所定の偏光成分を透過し、それ以外の偏光成分を反射する機能を有する。図１（ａ）〜（ｄ）、図２（ａ）〜（ｊ）の工程順に製造し、その後工程で本実施形態である研磨が行なわれる。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、複数のガラス平板５０が用意される。ガラス平板５０は、均一な厚みの矩形状の板ガラス５１と、板ガラス５１の上面に形成される偏光分離膜１３と、板ガラス５１の下面にマッチング膜５３とを備える。
【００３２】
図１（ｂ）は積層体６０の形成工程を示す図である。積層体６０は、治具９０を用いて複数のガラス平板５０を水平方向にずらした状態で積層されるものである。
【００３３】
治具９０は、水平な板状のベース部９１と、ベース部９１上に配設される水平支持部９２と、ベース部９１上で水平方向及び垂直方向に可動する垂直支持部９３とを備える。
【００３４】
ガラス平板５０が偏光分離膜１３を上向きにしてベース部９１に載置され、ガラス平板５０の一端部が水平支持部９２に当接して配置される。このガラス平板５０の上面に、次のガラス平板５０が積まれる。ガラス平板５０を積むときに、次のガラス平板５０は、ガラスの厚み相当の距離だけ下のガラス平板５０から突出するように水平方向にずらして配置される。同様にして、更にガラス平板５０が積み重ねられることによって、積層体６０となる。
【００３５】
このように積み重ねられるときに、図１（ｂ）に示すように、垂直支持部９３は、ガラス平板５０Ａの下面を支持するとともに、その下にあるガラス平板５０の端面に当接するように配置される。そして、ガラス平板５０Ａの上面に紫外線硬化型接着剤が塗布される。次に、次のガラス平板５０Ｂを用意する。このガラス平板５０Ｂがガラス平板５０Ａの上面に載置され、ガラス平板５０Ｂの上面から加圧して、ガラス平板５０Ａ、５０Ｂ間の接着剤を均一に広げながら、ガラス平板５０Ｂをガラスの厚み相当の距離だけ水平方向にずらす。ガラス平板５０の位置がずれないように、図示しない紫外線光源から紫外線硬化型接着剤の完全硬化に必要な紫外線量よりも少ない紫外線を照射し、接着剤を仮硬化させる。同様にして、治具９０を用いてガラス平板５０を順次水平方向にずらして積み重ねていく。積み重ね終わると、図示しない紫外線光源から紫外線を充分に照射して接着剤を完全硬化させる。これで、ガラス平板５０が貼り合わされた階段状の積層体６０が得られる。
【００３６】
次に図１（ｃ）に示すように、積層体６０は、ガラス平板５０の平板面に対して４５度に傾斜した切断線Ｓ１に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより複数ブロックに切断される。これによって、図１（ｄ）に示す複数の積層分割体７０が得られる。積層分割体７０は図１の紙面方向に延在する平行四辺形柱状をなし、板ガラス５１間に等間隔で複数の偏光分離膜１３が形成されることになる。
【００３７】
次に図２(ａ) に示すように、積層分割体７０は上下両面（切断面）を鏡面加工され、鏡面加工後に上下両面に反射防止膜７１がコーティングされる。
【００３８】
図２(b)に示すように、 積層分割体７０は上下両面に紫外線硬化型接着剤を塗布されて、整合状態で積層される。積層分割体７０間に紫外線硬化型接着剤を塗布し、完全硬化に必要な紫外線量より少ない量を照射しておくことにより、各積層分割体７０は仮止めされる。
【００３９】
次に図２(ｃ)に示すように、上下方向に積層された積層分割体７０は、積層分割体７０の上下面と直交する切断線Ｓ２に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより切断される。この切断によって、仮止め積層体８０が得られる。
【００４０】
図２（ｄ）に示すように、仮止め積層体８０は紫外線硬化型接着剤を介して上下方向に連結されて紙面方向に延在する構成となっている。
【００４１】
次に図２（ｅ）の側面図に示すように、仮止め積層体８０は切断線Ｓ３に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより切断される。この切断線Ｓ３は図２(ｃ)の切断線Ｓ２と直交している。
【００４２】
仮止め積層体８０は紫外線硬化型接着剤によって接続された状態にあり、仮止め積層体８０を有機溶剤に浸すことによって、充分に硬化していない紫外線硬化型接着剤が溶解され、図２（ｆ）に示すように、複数のビームスプリッタ１０に分離される。
【００４３】
図３はビームスプリッタ１０を示す図である。図３（ａ）は上記の製造工程によって製造されたビームスプリッタ（以下、「被加工物」ということもある）を示し、図３（ｂ）は、後述する研磨によって鏡面加工され且つ所定の厚さに加工されたビームスプリッタを示している。
【００４４】
図３（ｂ）に示すように、ビームスプリッタ１０は、２つの三角柱状のガラスプリズム１１、１２の間に偏光分離膜１３を介在させた、厚みＴｏの立方体状をなしている。
【００４５】
上記の製造工程においてワイヤソーで積層分割体７０を切断する際に（図２（Ｃ）参照）、偏光分離膜１３の両端部から寸法の余裕を持って切断し、また、切断位置のバラツキがある。これによって、図３（ａ）に示すように、ビームスプリッタ１０の上面１０Ａは偏光分離膜１３の上端部から距離Ｌ離間し、ビームスプリッタ１０の下面１０Ｂは偏光分離膜１３の下端部から距離Ｍ離間し、ビームスプリッタ１０の厚みＴは図３（ｂ）に示すビームスプリッタ１０の厚みＴｏより大きくなる。
【００４６】
そこで、ビームスプリッタ（被加工物）１０を厚みＴｏとするために、ビームスプリッタ１０の上面１０Ａ及び下面１０Ｂを研磨加工する。図４は本実施形態である研磨方法を用いる両面ラップ盤の概略説明図であり、図５は両面ラップ盤の要部を示す断面図である。尚、本実施形態に係る研磨加工はラップ或いはポリッシュ加工である。
【００４７】
図４に示すように、両面研磨機である両面ラップ盤３０は、遊星歯車機構を構成しており、太陽歯車３１と、内歯車３２と、複数のキャリア３３とを備え、更にキャリア３３の上下位置に上定盤３５（図５参照）と下定盤３６（図５参照）を備える。
【００４８】
太陽歯車３１は、下定盤３６を貫通した駆動軸（図略）に取り付けてあり、駆動軸を介して回転駆動させられる。太陽歯車３１の外周側には歯車が設けられ、内歯車３２の内周側には歯車が設けられており、太陽歯車３１及び内歯車３２の各歯車と噛み合うように、キャリア３３の外周側には歯車が設けられている。
【００４９】
太陽歯車３１が回転駆動されると、これに噛み合っている各キャリア３３は、自転回転するとともに内歯車３２の歯車との噛み合いによって、太陽歯車３１の周囲を公転回転する。
【００５０】
各キャリア３３は、矩形状の貫通穴である複数の保持部３４を有する。保持部３４には被加工物であるビームスプリッタ１０が保持される。
【００５１】
図５に示すように、上定盤３５の下面にはウレタンパッドからなる研磨材３７が貼り付けられ、下定盤３６の上面にはウレタンパッドからなる研磨材３８が貼り付けられている。キャリア３３に保持された被加工物１０は、研磨材３７、３８を介して、上定盤３５と下定盤３６で上下から挟み込まれる。このとき、上定盤３５に圧力が印加され、被加工物１０は研磨材３７、３８に押圧される。
【００５２】
太陽歯車３１、内歯車３２、上定盤３５、及び下定盤３６が夫々回転することで、被加工物１０の上下面１０Ａ、１０Ｂが研磨材３７、３８によって研磨加工される。
【００５３】
ここで、被加工物１０の厚みＴを厚みＴｏに調整し、且つ上面１０Ａから寸法Ｌだけ研磨加工し、また下面１０Ｂから寸法Ｍだけ研磨加工するために、加工レートと加工時間が設定される。
【００５４】
つまり、被加工物１０を厚みＴから厚みＴｏにするのに、厚みの差Ｃ＝Ｔ−Ｔｏ分だけ両面を研磨加工する必要がある。また上面１０Ａの研磨による加工量はＬであり、下面１０Ｂの研磨による加工量はＭであることから、総加工量Ｃは式（１）のようになる。
総加工量Ｃ＝Ｌ＋Ｍ ・・・式（１）
【００５５】
上定盤３５の研磨材３７による加工レートをＰ、下定盤３６の研磨材３８による加工レートをＱとする。尚、加工レートとは、単位時間当たりの研磨加工量（例えば、単位はｍｍ／分）である。
【００５６】
更に本実施形態では、研磨加工の途中で被加工物１０を反転させて更に研磨加工する。まず、被加工物１０の上面１０Ａが研磨材３７（上定盤３５）によって研磨され、その下面１０Ｂが研磨材３８（下定盤３６）によって研磨される。この研磨加工を工程１とする。次に研磨加工の途中で、上定盤３５及び下定盤３６に対して、被加工物１０の両面を反転させる。そして、被加工物１０の上面１０Ａが研磨材３８（下定盤３６）によって研磨され、その下面１０Ｂが研磨材３７（上定盤３５）によって研磨される。反転させた後の研磨加工を工程２とする。
【００５７】
ここで、工程１における加工時間をＸ、工程２における加工時間をＹとする。総加工量Ｃを研磨加工する総加工時間Ｚは（Ｘ＋Ｙ）である。
【００５８】
このように、途中で反転させて研磨加工した場合、上面１０Ａの加工量Ｌは、工程１、２の各加工時間Ｘ、Ｙと上下定盤３５、３６の各加工レートＰ、Ｑより、式（２）のようになる。
Ｌ＝ＰＸ＋ＱＹ ・・・式（２）
【００５９】
また、下面１０Ｂの加工量Ｍは、工程１、２の各加工時間Ｘ、Ｙと上下定盤３５、３６の各加工レートＰ、Ｑより、式（３）のようになる。
Ｍ＝ＱＸ＋ＰＹ ・・・式（３）
【００６０】
上記の式（２）と式（３）から、工程１の加工時間Ｘ、及び工程２の加工時間Ｙは、式（４）、式（５）として得られる。
Ｘ＝（ＬＰ−ＭＱ）／（Ｐ2−Ｑ2） ・・・式（４）
Ｙ＝（ＭＰ−ＬＱ）／（Ｐ2−Ｑ2） ・・・式（５）
【００６１】
従って、偏光分離膜１３の上端部から被加工物１０の上面１０Ａまでの距離（加工量Ｌ）を測定し、偏光分離膜１３の下端部から被加工物１０の下面１０Ｂまでの距離（加工量Ｍ）を測定して、更に上定盤３５の加工レートＰ及び下定盤３６の加工レートＱを設定して、その各値と式（４）、式（５）を用いると、工程１と工程２の加工時間Ｘ、Ｙを算出することができ、その加工時間で被加工物１０を研磨加工すればよい。
【００６２】
例えば、先に説明した図１、図２の製造工程によって、多数のビームスプリッタ（被加工物）１０が製造される。これらの被加工物１０の厚みＴを測定し、その厚みＴに応じて厚み区分けする。次に、１つの厚み区分における複数の被加工物１０の両面の加工量Ｌ、Ｍを測定し、更に、加工量Ｌ、Ｍに応じて加工量区分けする。
【００６３】
所定の加工量区分に区分けされた複数の被加工物１０を両面ラップ盤３０の保持部３４（図４、図５参照）に装着する。
【００６４】
次に、加工レートＰ、Ｑ、及び工程１、２の加工時間Ｘ、Ｙを設定する。
【００６５】
ここで、所定の加工量区分における総加工量Ｃが２ｍｍ、測定の結果、上面１０Ａからの加工量Ｌが１．０１２ｍｍ、下面１０Ｂからの加工量Ｍが０．９８８ｍｍであるとする。予め上定盤３５の加工レートＰを０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱを０．１０５ｍｍ／分と設定する。この加工レートＰ、Ｑは、研磨加工の精度や加工時間等の性能・コストに基づいて設定される。
【００６６】
工程１、２の加工時間Ｘ、Ｙは、加工量Ｌ、Ｍと、加工レートＰ、Ｑ、及び式（４）、式（５）によって算出される。図６は、上定盤３５の加工レートＰを０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱを０．１０５ｍｍ／分に設定した場合の、式（４）、式（５）から算出した加工例を示す表である。加工量Ｌが１．０１２ｍｍ、加工量Ｍが０．９８８ｍｍであると、表の加工例１〜２１の中で加工例５が対応する。この加工例５に基づいて、両面ラップ盤３０による工程１の加工時間Ｘが２．４８分、工程２の加工時間Ｙが７．２８分に設定される。尚、図６では、総加工時間Ｚ（工程１と工程２の加工時間Ｘ、Ｙの和）を一定として、加工量Ｌ、Ｍ毎に加工例１〜２１を示している。
【００６７】
これらの加工時間Ｘ、Ｙを設定して、両面ラップ盤３０で研磨加工すると、被加工物１０の上面１０Ａは、工程１によって上定盤３５の加工レートＰ（０．１ｍｍ／分）で２．４８分加工され、反転後、工程２によって下定盤３６の加工レートＱ（０．１０５ｍｍ／分）で７．２８分加工されて、上面１０Ａの加工量Ｌは１．０１２ｍｍとなる。
【００６８】
また、被加工物１０の下面１０Ｂは、工程１によって下定盤３６の加工レートＱ（０．１０５ｍｍ／分）で２．４８分加工され、反転後、工程２によって上定盤３５の加工レートＰ（０．１ｍｍ／分）で７．２８分加工され、下面１０Ｂの加工量Ｍは０．９８８ｍｍとなる。そして総加工量Ｃは２ｍｍとなる。これで、偏光分離膜１３からのバラツキを取り除いた、厚みＴｏが２ｍｍのビームスプリッタ１０が得られる。
【００６９】
上記の加工例は、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑの差を比較的に小さく設定し、被加工物１０両面の研磨加工精度を上げている。上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を変えて、加工時間を短縮させることもできる。この場合には、上定盤３５と下定盤３６との回転速度差が大きくなるようにして、上下定盤３５、３６の加工レート差を大きくする。または、上下定盤３５、３６に設けた各研磨材３７、３８の粗さ、または硬さの差が大きくなるようにして、上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を大きくしてもよい。更に、研磨材３７、３８に替えて、上下定盤３５、３６と被加工物１０との間に介在させる研磨ペレットの番手の差を大きくしてもよい。
【００７０】
このようにして、上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を大きくした加工例を図７に示す。この表の加工例１〜２１では、上定盤３５の加工レートＰが０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱが０．１５ｍｍ／分に設定されて、上下定盤３５、３６の加工レート差は０．０５である。図６の加工レート差は０．００５であり、図６、図７から明らかなように、図７の加工例では総加工時間Ｚが短縮されている。
【００７１】
上記実施形態によれば、研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍを測定する工程と、被加工物１０を工程１の加工時間（第１の加工時間）Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤６に対して、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を工程２の加工時間（第２の加工時間）Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【００７２】
この方法によると、被加工物１０の上面（一方の面）１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙで加工され、或る所定量Ｌ加工されることなる。一方、被加工物１０の下面（他方の面）１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙで加工され、別の所定量Ｍ加工されることになる。そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ、Ｍ加工されることによって、被加工物１０は所定の厚みＴｏとなる。従って、両面同時に加工することで研磨加工時間が短縮され、被加工物１０を反転させることで平坦度の高い被加工面が得られ、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑに応じて加工時間Ｘ、Ｙを割り振ることで、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを夫々所定量Ｌ、Ｍ加工することができるとともに、被加工物１０を所定の厚さＴｏに調整することができる。また、被加工物１０の加工量Ｌ、Ｍが様々な場合であっても、加工レートＰ、Ｑを加工量Ｌ、Ｍに対応して変えることなく、加工時間Ｘ、Ｙを変えることで容易に対応できる。
【００７３】
また、上記実施形態によれば、被加工物１０は偏光分離膜（接合面）１３を有して、この偏光分離膜１３を基準として加工量Ｌ、Ｍが設定されることによって、両面１０Ａ、１０Ｂと偏光分離膜１３との寸法精度が良好なものとなるとともに、被加工物１０を所定の厚さＴｏに調整することができる。
【００７４】
また、上記実施形態によれば、光入出面である両面と偏光分離膜との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良いビームスプリッタ１０を得ることができる。
【００７５】
また、上記実施形態によれば、加工時間Ｘ、Ｙは、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑと、偏光分離膜１３を基準とした被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとに基づいて算出されることによって、加工時間Ｘ、Ｙを正確に設定することができる。
【００７６】
また、上記第施形態によれば、被加工物１０に対して、上定盤３５と下定盤３６との回転速度差を設けることによって、上定盤３５と下定盤３６との加工レートＰ、Ｑが異なる値に設定されるので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００７７】
また、上記実施形態によれば、上定盤３５と下定盤３６の研磨材３７、３８の粗さ、または硬さに差を設けることによって、上定盤３５と下定盤３６との加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定するので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００７８】
また、上記実施形態によれば、研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の厚さＴと両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとを測定する工程と、複数の同一厚さＴの被加工物１０から、両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍが同じである被加工物１０を選別する工程とを有する。更に、研磨方法は、選別された被加工物１０を工程１の加工時間Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、選別された被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を工程２の加工時間Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【００７９】
この方法によると、複数の被加工物１０を纏めて、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂから夫々同時に所定量Ｌ、Ｂ加工するとともに、所定の厚さＴｏに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。
【００８０】
尚、上記第実施形態では、図１、図２の製造工程によって、製造された多数のビームスプリッタ（被加工物）１０の中から、厚み区分と加工量区分とが同じ被加工物１０を選別し、この選別した被加工物１０を纏めて、両面ラップ盤３０で研磨加工する方法を示したが、本発明はこれに限らず、下記の方法によって研磨加工してもよい。
【００８１】
その研磨加工法は、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の厚さＴと両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとを測定する工程と、同一厚さＴの複数の被加工物１０から、両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍに応じて被加工物１０を区分する加工量区分工程と、２つの加工量区分に属する被加工物１０を上定盤３５と下定盤３６との間に配置する工程とを有する。２つの加工量区分のうち、第１の加工量区分の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ１、Ｍ１とし、加工量Ｌ１、Ｍ１を加工すると被加工物１０の厚みはＴｏとなる。また、第２の加工量区分の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ２、Ｍ２とし、加工量Ｌ２、Ｍ２を加工すると被加工物１０の厚みはＴｏとなる。
【００８２】
更に、研磨加工法は、工程１の加工時間Ｘで、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、第１の加工量区分に属する被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１で、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、第２の加工量区分に属する被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、工程２の加工時間内Ｙの残り時間Ｙ２で、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程とを有する。
【００８３】
この方法によると、第１の加工量区分に属する被加工物１０の上面１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙで加工され、所定量Ｌ１加工される。一方、第１の加工量区分に属する被加工物１０の下面１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙで加工され、所定量Ｍ１加工される。
【００８４】
そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ１、Ｍ１加工されることによって、第１の加工量区分に属する被加工物１０は所定の厚みＴｏとなる。
【００８５】
また、第２の加工量区分に属する被加工物１０の上面１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘと工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１と間、加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙ内の残り時間Ｙ２で加工され、第１の加工量区分の被加工物１０とは異なる所定量Ｌ２加工される。一方、第２の加工量区分に属する被加工物１０の下面１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘと工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１と間、加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙ内の残り時間Ｙ２で加工され、第１の加工量区分の被加工物１０とは異なる所定量Ｍ２加工される。
【００８６】
そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ２、Ｍ２加工されることによって、第２の加工量区分に属する被加工物１０は第１加工量区分の被加工物１０と同じ所定の厚みＴｏとなる。
【００８７】
加工量区分は上記のように２つに限らずに、もっと多数の加工量区分の被加工物１０を本実施形態の研磨方向によって加工することができる。
【００８８】
これによって、両面からの加工量が異なる複数の被加工物１０を纏めて、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂから夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。
【００８９】
また、上記実施形態では、被加工物としてビームスプリッタに適用した研磨方向を示したが、本発明はこれに限らず、被加工物は図８に示す光学フィルタ２１０に適用してもよい。
【００９０】
光学フィルタ２１０は、２つの平板状ガラスからなり、夫々の分光特性が異なるガラス２１１、２１２を接合面２１３で接合したものである。２つのガラス２１１、２１２は屈折率が異なるもの、また、ＮＤ特性の異なるものであってもよい。
【００９１】
光学フィルタ２１０を所定の厚みに調整するとともに、各ガラス２１１、２１２を各所定の厚みに研磨加工するために、上定盤３５と下定盤３６との各加工レートＰ、Ｑを設定し、光学フィルタ（被加工物）２１０の両面２１０Ａ、２１０Ｂの各加工量を測定し、更に、光学フィルタ２１０を所定の加工時間で両面同時に研磨加工した後、上定盤３５及び下定盤６に対して、光学フィルタ２１０の両面２１０Ａ、２１０Ｂを反転させて、反転させた光学フィルタ２１０を別の所定時間で両面同時に研磨加工する。
【００９２】
これによって、光入出面である両面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良い光学フィルタ２１０を得ることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、被加工物として、図９に示すガラスブロック３１０に適用してもよい。ガラスブロック３１０は、外形サイズの異なる２つの矩形状のガラス３１１、３１２を接合面３１３で接合したものである。２つのガラス３１１、３１２は、夫々の分光特性、屈折率等の光学特性が異なるものである。
【００９４】
ガラスブロック３１０を所定の厚みに調整するとともに、各ガラス３１１、３１２を各所定の厚みに研磨加工するために、上定盤３５と下定盤３６との各加工レートＰ、Ｑを設定し、ガラスブロック（被加工物）３１０の両面３１０Ａ、３２１０Ｂの各加工量を測定し、更に、ガラスブロック３１０を所定の加工時間で両面同時に研磨加工した後、上定盤３５及び下定盤３６に対して、ガラスブロック３１０の両面３１０Ａ、３１０Ｂを反転させて、反転させたガラスブロック３１０を別の所定時間で両面同時に研磨加工する。
【００９５】
これによって、光入出面である両面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良い光ガラスブロック３１０を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、両面ラップ盤で被加工物の両面を研磨して所定の厚みに調整する研磨方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ビームスプリッタ（被加工物）
１０Ａ 上面
１０Ｂ 下面
１１、１２ ガラスプリズム
１３ 偏光分離膜
３０ 両面ラップ盤
３１ 太陽歯車
３２ 内歯車
３３ キャリア
３４ 保持部
３５ 上定盤
３６ 下定盤
３７、３８ 研磨材
５０ ガラス平板
５１ 板ガラス
５３ マッチング膜
６０ 積層体
７０ 積層分割体
７１ 反射防止膜
８０ 仮止め積層体
９０ 治具
９１ ベース部
９２ 水平支持部
９３ 垂直支持部
２１０ 光学フィルタ（被加工物）
２１３、３１３ 接合面
３１０ ガラスブロック（被加工物）
Ｌ、Ｍ 加工量
Ｐ、Ｑ 加工レート
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 切断線
Ｔ 被加工物の厚み
Ｘ、Ｙ 加工時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両面ラップ盤で被加工物の両面を研磨して所定の厚みに調整する研磨方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
両面ラップ盤は、水晶基盤や半導体ウエハ、またハードディスク用のガラス基板等の薄板状被加工物を両面同時に研磨加工するものであり、両面同時に加工することによって、研磨時間を短縮している。
【０００３】
また、特許文献１に記載の両面ラップ盤では、被加工物が両面ラップ盤の上定盤と下定盤との間に配置され、両面ラップ盤が回転することによって、被加工物の上下面が同時に研磨されるが、被加工物の研磨代の約半分が研磨されると、両面ラップ盤から被加工物を取り外し、被加工物の上下面を反転させて両面ラップ盤に再配置する。そして、被加工物の両面を前記と同様に目標の厚みになるまで研磨する。このように、研磨の途中において被加工物を反転させることにより、上面と下面との研摩状態の相違を矯正して、所望の厚みで高い平坦度を有する被加工物を得ている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４９３８６号公報（段落［００１８］〜［００２２］、第１図）
【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、上述した先行技術では、被加工物の上下面の間に接合面等の基準面を有し、上面をその基準面から所定量加工し、また下面をその基準面から所定量加工したうえで、被加工物を所望の厚みにすることは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、短い研磨時間で、高い平坦度を得ながら被加工物の両面を夫々所定量加工する研磨方法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】
上記目的を達成するために本発明は、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、前記被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して前記被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【０００８】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、被研磨面の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、被研磨面の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、被加工物は所定の厚みとなる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、前記被加工物は接合面を有し、前記接合面を基準として前記加工量が設定されることを特徴としている。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明では、前記接合面は前記被研磨面に対して傾斜しており、前記接合面の端部を基準に前記加工量を測定することを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載の発明では、前記被加工物は、接合した光学フィルタであることを特徴としている。
【００１２】
また、請求項５に記載の発明では、前記接合面は前記被研磨面と平行であることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項６に記載の発明では、前記被加工物に対して、前記上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴としている。
【００１４】
また、請求項７に記載の発明では、前記上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴としている。
【００１５】
また、請求項８に記載の発明では、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量が同じである被加工物を選別する工程と、前記選別された被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して前記選別された被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【００１６】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、選別された複数の被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、選別された複数の被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、選別された複数の被加工物は所定の厚みとなる。
【００１７】
また、請求項９に記載の発明では、被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量に応じて被加工物を区分する工程と、少なくとも２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間に配置する工程と、２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して、第１の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間の所定時間で研磨加工する工程と、前記上定盤及び下定盤に対して、第２の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間内の残り時間で研磨加工する工程とを有し、前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴としている。
【００１８】
この方法によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、第１の区分に属する被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。一方、第１の区分に属する被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、第１の区分に属する被加工物は所定の厚みとなる。また、第２の区分に属する被加工物の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間と第２の時間内の所定時間と間、加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間内の残り時間で加工されて、第１の区分の被加工物とは異なる所定量加工されることになる。一方、第２の区分に属する被加工物の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間と第２の時間内の所定時間と間、加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間内の残り時間で加工されて、第１の区分の被加工物とは異なる所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、第２の区分に属する被加工物は第１の被加工物と同じ所定の厚みとなる。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、第１及び第２の加工時間は、上定盤と下定盤の加工レートと、被加工物の各加工量とに基づいて算出される。そして、被研磨面の一方の面は、上定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、下定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、或る所定量加工されることなる。一方、被研磨面の他方の面は、下定盤の加工レートで第１の時間で加工され、反転後、上定盤の加工レートで第２の時間で加工されて、別の所定量加工されることになる。そして、一方の面と他方の面が夫々所定量加工されることによって、被加工物は所定の厚みとなる。従って、両面同時に加工することで研磨加工時間が短縮され、被加工物を反転させることで平坦度の高い被加工面が得られ、上定盤と下定盤の加工レートに応じて加工時間を割り振ることで、被加工物の両面を夫々所定量加工することができるとともに、被加工物を所定の厚さに調整することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【００２０】
また、請求項２に記載の発明によれば、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２１】
また、請求項３に記載の発明によれば、接合面は被研磨面に対して傾斜していても、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２２】
また、請求項４に記載の発明によれば、光入出面である被研磨面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良いビームスプリッタを得ることができる。
【００２３】
また、請求項５に記載の発明によれば、被加工物の接合面を基準として被研磨面の各加工量が設定されるので、被加工物を所定の厚さに調整することができるとともに、接合面と被研磨面との寸法精度が良好なものとなる。
【００２４】
また、請求項６に記載の発明によれば、上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、上定盤と下定盤との加工レートが異なる値に設定されるので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００２５】
また、請求項７に記載の発明によれば、上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定するので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００２６】
また、請求項８に記載の発明によれば、複数の被加工物を纏めて、被加工物の被研磨面から夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【００２７】
また、請求項９に記載の発明によれば、被研磨面からの加工量が異なる複数の被加工物を纏めて、被加工物の被研磨面から夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。更に、各研磨面の加工量が異なる場合であっても、上定盤と下定盤の加工レートを変更することなく、予め設定した研磨条件で加工できるので、基準面に対する様々な厚みを有する被加工物に容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子の製造方法の前工程を示す図
【図２】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子の製造方法の後工程を示す図
【図３】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する光学素子を示す図
【図４】は、本発明の実施形態である研磨方法を用いる両面ラップ盤の概略説明図
【図５】は、両面ラップ盤の要部を示す断面図
【図６】は、本発明の実施形態である研磨方法による加工例を示す図
【図７】は、本発明の実施形態である研磨方法による別の加工例を示す図
【図８】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用する別の光学素子を示す図
【図９】は、本発明の実施形態である研磨方法を適用するさらに別の光学素子を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００３０】
図１、図２は、本実施形態である研磨方法を適用するビームスプリッタの製造方法を説明する工程図である。ビームスプリッタは、偏光分離膜を介して２つの三角柱状のガラスプリズムを接合することにより立方体状に構成したものであり、偏光分離膜において所定の偏光成分を透過し、それ以外の偏光成分を反射する機能を有する。図１（ａ）〜（ｄ）、図２（ａ）〜（ｊ）の工程順に製造し、その後工程で本実施形態である研磨が行なわれる。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、複数のガラス平板５０が用意される。ガラス平板５０は、均一な厚みの矩形状の板ガラス５１と、板ガラス５１の上面に形成される偏光分離膜１３と、板ガラス５１の下面にマッチング膜５３とを備える。
【００３２】
図１（ｂ）は積層体６０の形成工程を示す図である。積層体６０は、治具９０を用いて複数のガラス平板５０を水平方向にずらした状態で積層されるものである。
【００３３】
治具９０は、水平な板状のベース部９１と、ベース部９１上に配設される水平支持部９２と、ベース部９１上で水平方向及び垂直方向に可動する垂直支持部９３とを備える。
【００３４】
ガラス平板５０が偏光分離膜１３を上向きにしてベース部９１に載置され、ガラス平板５０の一端部が水平支持部９２に当接して配置される。このガラス平板５０の上面に、次のガラス平板５０が積まれる。ガラス平板５０を積むときに、次のガラス平板５０は、ガラスの厚み相当の距離だけ下のガラス平板５０から突出するように水平方向にずらして配置される。同様にして、更にガラス平板５０が積み重ねられることによって、積層体６０となる。
【００３５】
このように積み重ねられるときに、図１（ｂ）に示すように、垂直支持部９３は、ガラス平板５０Ａの下面を支持するとともに、その下にあるガラス平板５０の端面に当接するように配置される。そして、ガラス平板５０Ａの上面に紫外線硬化型接着剤が塗布される。次に、次のガラス平板５０Ｂを用意する。このガラス平板５０Ｂがガラス平板５０Ａの上面に載置され、ガラス平板５０Ｂの上面から加圧して、ガラス平板５０Ａ、５０Ｂ間の接着剤を均一に広げながら、ガラス平板５０Ｂをガラスの厚み相当の距離だけ水平方向にずらす。ガラス平板５０の位置がずれないように、図示しない紫外線光源から紫外線硬化型接着剤の完全硬化に必要な紫外線量よりも少ない紫外線を照射し、接着剤を仮硬化させる。同様にして、治具９０を用いてガラス平板５０を順次水平方向にずらして積み重ねていく。積み重ね終わると、図示しない紫外線光源から紫外線を充分に照射して接着剤を完全硬化させる。これで、ガラス平板５０が貼り合わされた階段状の積層体６０が得られる。
【００３６】
次に図１（ｃ）に示すように、積層体６０は、ガラス平板５０の平板面に対して４５度に傾斜した切断線Ｓ１に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより複数ブロックに切断される。これによって、図１（ｄ）に示す複数の積層分割体７０が得られる。積層分割体７０は図１の紙面方向に延在する平行四辺形柱状をなし、板ガラス５１間に等間隔で複数の偏光分離膜１３が形成されることになる。
【００３７】
次に図２(ａ) に示すように、積層分割体７０は上下両面（切断面）を鏡面加工され、鏡面加工後に上下両面に反射防止膜７１がコーティングされる。
【００３８】
図２(b)に示すように、 積層分割体７０は上下両面に紫外線硬化型接着剤を塗布されて、整合状態で積層される。積層分割体７０間に紫外線硬化型接着剤を塗布し、完全硬化に必要な紫外線量より少ない量を照射しておくことにより、各積層分割体７０は仮止めされる。
【００３９】
次に図２(ｃ)に示すように、上下方向に積層された積層分割体７０は、積層分割体７０の上下面と直交する切断線Ｓ２に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより切断される。この切断によって、仮止め積層体８０が得られる。
【００４０】
図２（ｄ）に示すように、仮止め積層体８０は紫外線硬化型接着剤を介して上下方向に連結されて紙面方向に延在する構成となっている。
【００４１】
次に図２（ｅ）の側面図に示すように、仮止め積層体８０は切断線Ｓ３に沿って所定ピッチで、ワイヤソーにより切断される。この切断線Ｓ３は図２(ｃ)の切断線Ｓ２と直交している。
【００４２】
仮止め積層体８０は紫外線硬化型接着剤によって接続された状態にあり、仮止め積層体８０を有機溶剤に浸すことによって、充分に硬化していない紫外線硬化型接着剤が溶解され、図２（ｆ）に示すように、複数のビームスプリッタ１０に分離される。
【００４３】
図３はビームスプリッタ１０を示す図である。図３（ａ）は上記の製造工程によって製造されたビームスプリッタ（以下、「被加工物」ということもある）を示し、図３（ｂ）は、後述する研磨によって鏡面加工され且つ所定の厚さに加工されたビームスプリッタを示している。
【００４４】
図３（ｂ）に示すように、ビームスプリッタ１０は、２つの三角柱状のガラスプリズム１１、１２の間に偏光分離膜１３を介在させた、厚みＴｏの立方体状をなしている。
【００４５】
上記の製造工程においてワイヤソーで積層分割体７０を切断する際に（図２（Ｃ）参照）、偏光分離膜１３の両端部から寸法の余裕を持って切断し、また、切断位置のバラツキがある。これによって、図３（ａ）に示すように、ビームスプリッタ１０の上面１０Ａは偏光分離膜１３の上端部から距離Ｌ離間し、ビームスプリッタ１０の下面１０Ｂは偏光分離膜１３の下端部から距離Ｍ離間し、ビームスプリッタ１０の厚みＴは図３（ｂ）に示すビームスプリッタ１０の厚みＴｏより大きくなる。
【００４６】
そこで、ビームスプリッタ（被加工物）１０を厚みＴｏとするために、ビームスプリッタ１０の上面１０Ａ及び下面１０Ｂを研磨加工する。図４は本実施形態である研磨方法を用いる両面ラップ盤の概略説明図であり、図５は両面ラップ盤の要部を示す断面図である。尚、本実施形態に係る研磨加工はラップ或いはポリッシュ加工である。
【００４７】
図４に示すように、両面研磨機である両面ラップ盤３０は、遊星歯車機構を構成しており、太陽歯車３１と、内歯車３２と、複数のキャリア３３とを備え、更にキャリア３３の上下位置に上定盤３５（図５参照）と下定盤３６（図５参照）を備える。
【００４８】
太陽歯車３１は、下定盤３６を貫通した駆動軸（図略）に取り付けてあり、駆動軸を介して回転駆動させられる。太陽歯車３１の外周側には歯車が設けられ、内歯車３２の内周側には歯車が設けられており、太陽歯車３１及び内歯車３２の各歯車と噛み合うように、キャリア３３の外周側には歯車が設けられている。
【００４９】
太陽歯車３１が回転駆動されると、これに噛み合っている各キャリア３３は、自転回転するとともに内歯車３２の歯車との噛み合いによって、太陽歯車３１の周囲を公転回転する。
【００５０】
各キャリア３３は、矩形状の貫通穴である複数の保持部３４を有する。保持部３４には被加工物であるビームスプリッタ１０が保持される。
【００５１】
図５に示すように、上定盤３５の下面にはウレタンパッドからなる研磨材３７が貼り付けられ、下定盤３６の上面にはウレタンパッドからなる研磨材３８が貼り付けられている。キャリア３３に保持された被加工物１０は、研磨材３７、３８を介して、上定盤３５と下定盤３６で上下から挟み込まれる。このとき、上定盤３５に圧力が印加され、被加工物１０は研磨材３７、３８に押圧される。
【００５２】
太陽歯車３１、内歯車３２、上定盤３５、及び下定盤３６が夫々回転することで、被加工物１０の上下面１０Ａ、１０Ｂが研磨材３７、３８によって研磨加工される。
【００５３】
ここで、被加工物１０の厚みＴを厚みＴｏに調整し、且つ上面１０Ａから寸法Ｌだけ研磨加工し、また下面１０Ｂから寸法Ｍだけ研磨加工するために、加工レートと加工時間が設定される。
【００５４】
つまり、被加工物１０を厚みＴから厚みＴｏにするのに、厚みの差Ｃ＝Ｔ−Ｔｏ分だけ両面を研磨加工する必要がある。また上面１０Ａの研磨による加工量はＬであり、下面１０Ｂの研磨による加工量はＭであることから、総加工量Ｃは式（１）のようになる。
総加工量Ｃ＝Ｌ＋Ｍ ・・・式（１）
【００５５】
上定盤３５の研磨材３７による加工レートをＰ、下定盤３６の研磨材３８による加工レートをＱとする。尚、加工レートとは、単位時間当たりの研磨加工量（例えば、単位はｍｍ／分）である。
【００５６】
更に本実施形態では、研磨加工の途中で被加工物１０を反転させて更に研磨加工する。まず、被加工物１０の上面１０Ａが研磨材３７（上定盤３５）によって研磨され、その下面１０Ｂが研磨材３８（下定盤３６）によって研磨される。この研磨加工を工程１とする。次に研磨加工の途中で、上定盤３５及び下定盤３６に対して、被加工物１０の両面を反転させる。そして、被加工物１０の上面１０Ａが研磨材３８（下定盤３６）によって研磨され、その下面１０Ｂが研磨材３７（上定盤３５）によって研磨される。反転させた後の研磨加工を工程２とする。
【００５７】
ここで、工程１における加工時間をＸ、工程２における加工時間をＹとする。総加工量Ｃを研磨加工する総加工時間Ｚは（Ｘ＋Ｙ）である。
【００５８】
このように、途中で反転させて研磨加工した場合、上面１０Ａの加工量Ｌは、工程１、２の各加工時間Ｘ、Ｙと上下定盤３５、３６の各加工レートＰ、Ｑより、式（２）のようになる。
Ｌ＝ＰＸ＋ＱＹ ・・・式（２）
【００５９】
また、下面１０Ｂの加工量Ｍは、工程１、２の各加工時間Ｘ、Ｙと上下定盤３５、３６の各加工レートＰ、Ｑより、式（３）のようになる。
Ｍ＝ＱＸ＋ＰＹ ・・・式（３）
【００６０】
上記の式（２）と式（３）から、工程１の加工時間Ｘ、及び工程２の加工時間Ｙは、式（４）、式（５）として得られる。
Ｘ＝（ＬＰ−ＭＱ）／（Ｐ2−Ｑ2） ・・・式（４）
Ｙ＝（ＭＰ−ＬＱ）／（Ｐ2−Ｑ2） ・・・式（５）
【００６１】
従って、偏光分離膜１３の上端部から被加工物１０の上面１０Ａまでの距離（加工量Ｌ）を測定し、偏光分離膜１３の下端部から被加工物１０の下面１０Ｂまでの距離（加工量Ｍ）を測定して、更に上定盤３５の加工レートＰ及び下定盤３６の加工レートＱを設定して、その各値と式（４）、式（５）を用いると、工程１と工程２の加工時間Ｘ、Ｙを算出することができ、その加工時間で被加工物１０を研磨加工すればよい。
【００６２】
例えば、先に説明した図１、図２の製造工程によって、多数のビームスプリッタ（被加工物）１０が製造される。これらの被加工物１０の厚みＴを測定し、その厚みＴに応じて厚み区分けする。次に、１つの厚み区分における複数の被加工物１０の両面の加工量Ｌ、Ｍを測定し、更に、加工量Ｌ、Ｍに応じて加工量区分けする。
【００６３】
所定の加工量区分に区分けされた複数の被加工物１０を両面ラップ盤３０の保持部３４（図４、図５参照）に装着する。
【００６４】
次に、加工レートＰ、Ｑ、及び工程１、２の加工時間Ｘ、Ｙを設定する。
【００６５】
ここで、所定の加工量区分における総加工量Ｃが２ｍｍ、測定の結果、上面１０Ａからの加工量Ｌが１．０１２ｍｍ、下面１０Ｂからの加工量Ｍが０．９８８ｍｍであるとする。予め上定盤３５の加工レートＰを０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱを０．１０５ｍｍ／分と設定する。この加工レートＰ、Ｑは、研磨加工の精度や加工時間等の性能・コストに基づいて設定される。
【００６６】
工程１、２の加工時間Ｘ、Ｙは、加工量Ｌ、Ｍと、加工レートＰ、Ｑ、及び式（４）、式（５）によって算出される。図６は、上定盤３５の加工レートＰを０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱを０．１０５ｍｍ／分に設定した場合の、式（４）、式（５）から算出した加工例を示す表である。加工量Ｌが１．０１２ｍｍ、加工量Ｍが０．９８８ｍｍであると、表の加工例１〜２１の中で加工例５が対応する。この加工例５に基づいて、両面ラップ盤３０による工程１の加工時間Ｘが２．４８分、工程２の加工時間Ｙが７．２８分に設定される。尚、図６では、総加工時間Ｚ（工程１と工程２の加工時間Ｘ、Ｙの和）を一定として、加工量Ｌ、Ｍ毎に加工例１〜２１を示している。
【００６７】
これらの加工時間Ｘ、Ｙを設定して、両面ラップ盤３０で研磨加工すると、被加工物１０の上面１０Ａは、工程１によって上定盤３５の加工レートＰ（０．１ｍｍ／分）で２．４８分加工され、反転後、工程２によって下定盤３６の加工レートＱ（０．１０５ｍｍ／分）で７．２８分加工されて、上面１０Ａの加工量Ｌは１．０１２ｍｍとなる。
【００６８】
また、被加工物１０の下面１０Ｂは、工程１によって下定盤３６の加工レートＱ（０．１０５ｍｍ／分）で２．４８分加工され、反転後、工程２によって上定盤３５の加工レートＰ（０．１ｍｍ／分）で７．２８分加工され、下面１０Ｂの加工量Ｍは０．９８８ｍｍとなる。そして総加工量Ｃは２ｍｍとなる。これで、偏光分離膜１３からのバラツキを取り除いた、厚みＴｏが２ｍｍのビームスプリッタ１０が得られる。
【００６９】
上記の加工例は、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑの差を比較的に小さく設定し、被加工物１０両面の研磨加工精度を上げている。上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を変えて、加工時間を短縮させることもできる。この場合には、上定盤３５と下定盤３６との回転速度差が大きくなるようにして、上下定盤３５、３６の加工レート差を大きくする。または、上下定盤３５、３６に設けた各研磨材３７、３８の粗さ、または硬さの差が大きくなるようにして、上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を大きくしてもよい。更に、研磨材３７、３８に替えて、上下定盤３５、３６と被加工物１０との間に介在させる研磨ペレットの番手の差を大きくしてもよい。
【００７０】
このようにして、上下定盤３５、３６の加工レートＰ、Ｑの差を大きくした加工例を図７に示す。この表の加工例１〜２１では、上定盤３５の加工レートＰが０．１ｍｍ／分、下定盤３６の加工レートＱが０．１５ｍｍ／分に設定されて、上下定盤３５、３６の加工レート差は０．０５である。図６の加工レート差は０．００５であり、図６、図７から明らかなように、図７の加工例では総加工時間Ｚが短縮されている。
【００７１】
上記実施形態によれば、研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍを測定する工程と、被加工物１０を工程１の加工時間（第１の加工時間）Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤６に対して、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を工程２の加工時間（第２の加工時間）Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【００７２】
この方法によると、被加工物１０の上面（一方の面）１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙで加工され、或る所定量Ｌ加工されることなる。一方、被加工物１０の下面（他方の面）１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙで加工され、別の所定量Ｍ加工されることになる。そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ、Ｍ加工されることによって、被加工物１０は所定の厚みＴｏとなる。従って、両面同時に加工することで研磨加工時間が短縮され、被加工物１０を反転させることで平坦度の高い被加工面が得られ、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑに応じて加工時間Ｘ、Ｙを割り振ることで、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを夫々所定量Ｌ、Ｍ加工することができるとともに、被加工物１０を所定の厚さＴｏに調整することができる。また、被加工物１０の加工量Ｌ、Ｍが様々な場合であっても、加工レートＰ、Ｑを加工量Ｌ、Ｍに対応して変えることなく、加工時間Ｘ、Ｙを変えることで容易に対応できる。
【００７３】
また、上記実施形態によれば、被加工物１０は偏光分離膜（接合面）１３を有して、この偏光分離膜１３を基準として加工量Ｌ、Ｍが設定されることによって、両面１０Ａ、１０Ｂと偏光分離膜１３との寸法精度が良好なものとなるとともに、被加工物１０を所定の厚さＴｏに調整することができる。
【００７４】
また、上記実施形態によれば、光入出面である両面と偏光分離膜との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良いビームスプリッタ１０を得ることができる。
【００７５】
また、上記実施形態によれば、加工時間Ｘ、Ｙは、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑと、偏光分離膜１３を基準とした被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとに基づいて算出されることによって、加工時間Ｘ、Ｙを正確に設定することができる。
【００７６】
また、上記第施形態によれば、被加工物１０に対して、上定盤３５と下定盤３６との回転速度差を設けることによって、上定盤３５と下定盤３６との加工レートＰ、Ｑが異なる値に設定されるので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００７７】
また、上記実施形態によれば、上定盤３５と下定盤３６の研磨材３７、３８の粗さ、または硬さに差を設けることによって、上定盤３５と下定盤３６との加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定するので、加工レート差を簡単に且つ確実に設定することができる。
【００７８】
また、上記実施形態によれば、研磨方法は、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを同時に研磨して所定の厚みＴｏに調整するために、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の厚さＴと両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとを測定する工程と、複数の同一厚さＴの被加工物１０から、両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍが同じである被加工物１０を選別する工程とを有する。更に、研磨方法は、選別された被加工物１０を工程１の加工時間Ｘで研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、選別された被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、反転させた被加工物１０を工程２の加工時間Ｙで研磨加工する工程とを有する。
【００７９】
この方法によると、複数の被加工物１０を纏めて、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂから夫々同時に所定量Ｌ、Ｂ加工するとともに、所定の厚さＴｏに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。
【００８０】
尚、上記第実施形態では、図１、図２の製造工程によって、製造された多数のビームスプリッタ（被加工物）１０の中から、厚み区分と加工量区分とが同じ被加工物１０を選別し、この選別した被加工物１０を纏めて、両面ラップ盤３０で研磨加工する方法を示したが、本発明はこれに限らず、下記の方法によって研磨加工してもよい。
【００８１】
その研磨加工法は、上定盤３５と下定盤３６の加工レートＰ、Ｑを異なる値に設定する工程と、偏光分離膜１３を基準に被加工物１０の厚さＴと両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍとを測定する工程と、同一厚さＴの複数の被加工物１０から、両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ、Ｍに応じて被加工物１０を区分する加工量区分工程と、２つの加工量区分に属する被加工物１０を上定盤３５と下定盤３６との間に配置する工程とを有する。２つの加工量区分のうち、第１の加工量区分の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ１、Ｍ１とし、加工量Ｌ１、Ｍ１を加工すると被加工物１０の厚みはＴｏとなる。また、第２の加工量区分の両面１０Ａ、１０Ｂの各加工量Ｌ２、Ｍ２とし、加工量Ｌ２、Ｍ２を加工すると被加工物１０の厚みはＴｏとなる。
【００８２】
更に、研磨加工法は、工程１の加工時間Ｘで、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、第１の加工量区分に属する被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１で、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程と、上定盤３５及び下定盤３６に対して、第２の加工量区分に属する被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂを反転させる工程と、工程２の加工時間内Ｙの残り時間Ｙ２で、２つの加工量区分に属する被加工物１０を研磨加工する工程とを有する。
【００８３】
この方法によると、第１の加工量区分に属する被加工物１０の上面１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙで加工され、所定量Ｌ１加工される。一方、第１の加工量区分に属する被加工物１０の下面１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘで加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙで加工され、所定量Ｍ１加工される。
【００８４】
そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ１、Ｍ１加工されることによって、第１の加工量区分に属する被加工物１０は所定の厚みＴｏとなる。
【００８５】
また、第２の加工量区分に属する被加工物１０の上面１０Ａは、上定盤３５の加工レートＰで工程１の加工時間Ｘと工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１と間、加工され、反転後、下定盤３６の加工レートＱで工程２の加工時間Ｙ内の残り時間Ｙ２で加工され、第１の加工量区分の被加工物１０とは異なる所定量Ｌ２加工される。一方、第２の加工量区分に属する被加工物１０の下面１０Ｂは、下定盤３６の加工レートＱで工程１の加工時間Ｘと工程２の加工時間Ｙ内の所定時間Ｙ１と間、加工され、反転後、上定盤３５の加工レートＰで工程２の加工時間Ｙ内の残り時間Ｙ２で加工され、第１の加工量区分の被加工物１０とは異なる所定量Ｍ２加工される。
【００８６】
そして、上面１０Ａと下面１０Ｂが夫々所定量Ｌ２、Ｍ２加工されることによって、第２の加工量区分に属する被加工物１０は第１加工量区分の被加工物１０と同じ所定の厚みＴｏとなる。
【００８７】
加工量区分は上記のように２つに限らずに、もっと多数の加工量区分の被加工物１０を本実施形態の研磨方向によって加工することができる。
【００８８】
これによって、両面からの加工量が異なる複数の被加工物１０を纏めて、被加工物１０の両面１０Ａ、１０Ｂから夫々同時に所定量加工するとともに、所定の厚さに調整することになり、生産性が向上し、製造コストを抑制することができる。
【００８９】
また、上記実施形態では、被加工物としてビームスプリッタに適用した研磨方向を示したが、本発明はこれに限らず、被加工物は図８に示す光学フィルタ２１０に適用してもよい。
【００９０】
光学フィルタ２１０は、２つの平板状ガラスからなり、夫々の分光特性が異なるガラス２１１、２１２を接合面２１３で接合したものである。２つのガラス２１１、２１２は屈折率が異なるもの、また、ＮＤ特性の異なるものであってもよい。
【００９１】
光学フィルタ２１０を所定の厚みに調整するとともに、各ガラス２１１、２１２を各所定の厚みに研磨加工するために、上定盤３５と下定盤３６との各加工レートＰ、Ｑを設定し、光学フィルタ（被加工物）２１０の両面２１０Ａ、２１０Ｂの各加工量を測定し、更に、光学フィルタ２１０を所定の加工時間で両面同時に研磨加工した後、上定盤３５及び下定盤６に対して、光学フィルタ２１０の両面２１０Ａ、２１０Ｂを反転させて、反転させた光学フィルタ２１０を別の所定時間で両面同時に研磨加工する。
【００９２】
これによって、光入出面である両面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良い光学フィルタ２１０を得ることができる。
【００９３】
また、本実施形態では、被加工物として、図９に示すガラスブロック３１０に適用してもよい。ガラスブロック３１０は、外形サイズの異なる２つの矩形状のガラス３１１、３１２を接合面３１３で接合したものである。２つのガラス３１１、３１２は、夫々の分光特性、屈折率等の光学特性が異なるものである。
【００９４】
ガラスブロック３１０を所定の厚みに調整するとともに、各ガラス３１１、３１２を各所定の厚みに研磨加工するために、上定盤３５と下定盤３６との各加工レートＰ、Ｑを設定し、ガラスブロック（被加工物）３１０の両面３１０Ａ、３２１０Ｂの各加工量を測定し、更に、ガラスブロック３１０を所定の加工時間で両面同時に研磨加工した後、上定盤３５及び下定盤３６に対して、ガラスブロック３１０の両面３１０Ａ、３１０Ｂを反転させて、反転させたガラスブロック３１０を別の所定時間で両面同時に研磨加工する。
【００９５】
これによって、光入出面である両面と接合面との寸法精度が良く、光入出面の面精度が良い光ガラスブロック３１０を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９６】
本発明は、両面ラップ盤で被加工物の両面を研磨して所定の厚みに調整する研磨方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１０ ビームスプリッタ（被加工物）
１０Ａ 上面
１０Ｂ 下面
１１、１２ ガラスプリズム
１３ 偏光分離膜
３０ 両面ラップ盤
３１ 太陽歯車
３２ 内歯車
３３ キャリア
３４ 保持部
３５ 上定盤
３６ 下定盤
３７、３８ 研磨材
５０ ガラス平板
５１ 板ガラス
５３ マッチング膜
６０ 積層体
７０ 積層分割体
７１ 反射防止膜
８０ 仮止め積層体
９０ 治具
９１ ベース部
９２ 水平支持部
９３ 垂直支持部
２１０ 光学フィルタ（被加工物）
２１３、３１３ 接合面
３１０ ガラスブロック（被加工物）
Ｌ、Ｍ 加工量
Ｐ、Ｑ 加工レート
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 切断線
Ｔ 被加工物の厚み
Ｘ、Ｙ 加工時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
前記被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して前記被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記被加工物は接合面を有し、前記接合面を基準として前記加工量が設定されることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
前記接合面は前記被研磨面に対して傾斜しており、前記接合面の端部を基準に前記加工量を測定することを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項４】
前記被加工物は、接合した光学フィルタであることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項５】
前記接合面は前記被研磨面と平行であることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項６】
前記被加工物に対して、前記上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項７】
前記上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項８】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量が同じである被加工物を選別する工程と、
前記選別された被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して前記選別された被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【請求項９】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量に応じて被加工物を区分する工程と、
少なくとも２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間に配置する工程と、
２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して、第１の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間の所定時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して、第２の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間内の残り時間で研磨加工する工程とを有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【請求項１】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
前記被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して前記被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【請求項２】
前記被加工物は接合面を有し、前記接合面を基準として前記加工量が設定されることを特徴とする請求項１に記載の研磨方法。
【請求項３】
前記接合面は前記被研磨面に対して傾斜しており、前記接合面の端部を基準に前記加工量を測定することを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項４】
前記被加工物は、接合した光学フィルタであることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項５】
前記接合面は前記被研磨面と平行であることを特徴とする請求項２に記載の研磨方法。
【請求項６】
前記被加工物に対して、前記上定盤と下定盤との回転速度差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項７】
前記上定盤と下定盤の研磨材の粗さ、または硬さに差を設けることによって、前記上定盤と下定盤との加工レートを異なる値に設定することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の研磨方法。
【請求項８】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量が同じである被加工物を選別する工程と、
前記選別された被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して前記選別された被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記反転させた被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間で研磨加工する工程と、を有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【請求項９】
被加工物の互いに対向する被研磨面を同時に研磨する研磨方法であって、
両面研磨機の上定盤と下定盤の加工レートを異なる値に設定する工程と、
前記被研磨面の間に位置する基準面を基準に、前記被加工物の各加工量を測定する工程と、
同一厚さの複数の被加工物から、前記被加工物の各加工量に応じて被加工物を区分する工程と、
少なくとも２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間に配置する工程と、
２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第１の加工時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して、第１の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間の所定時間で研磨加工する工程と、
前記上定盤及び下定盤に対して、第２の区分に属する被加工物の被研磨面を反転させる工程と、
前記２つの区分に属する被加工物を前記上定盤と下定盤との間で第２の加工時間内の残り時間で研磨加工する工程とを有し、
前記第１の加工時間と第２の加工時間とは、前記上定盤と下定盤の加工レートと、前記被加工物の各加工量とに基づいて算出されることを特徴とする研磨方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２５９３３（Ｐ２０１１−１２５９３３Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３７５５（Ｐ２００９−２８３７５５）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタオプト株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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