CN107685288B - 一种游离磨粒轨迹检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种游离磨粒轨迹检测方法，其特征在于该方法主要包括以下阶段：S1磨料染色阶段选用的磨料与研磨（或抛光）加工中采用的磨料相同，磨料表面先清洗，然后用紫外荧光染料对磨料进行染色。S2磨料加注阶段在研磨（或抛光）加工过程中在注入口注入检测浆料，在研磨（或抛光）盘转动一组3个以上等差数列分布的转数n后停止，不擦除表面的浆料，等浆料蒸发一部分水分粘度增大时取出工件。S3磨粒检测阶段采用紫外荧光灯管照射抛光的工件，采用CCD拍摄出表面磨粒发荧光的工件照片，通过对工件照片上离散荧光点的图像分析处理得到染色磨料的分布特性和规律。本发明有利于对研磨、抛光加工的规律有更清晰的了解，为研磨、抛光的加工参数优化和加工效率、加工质量的提高提供一种有效手段。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测技术，尤其是一种研磨或抛光加工检测技术，具体地说是一种可有效检测研磨（或抛光）过程中游离态磨粒的运动轨迹的方法。
背景技术
研磨、抛光是一种广泛应用的光整和精密加工方法，研磨、抛光中磨粒的运动轨迹直接影响工件的加工质量。目前主要采用物理建模或仿真模拟的方法获得磨料运动轨迹，这些理论方法由于忽略了很多条件，计算得到的磨料运动轨迹和实际加工中磨料运动轨迹有较大的差异。
目前还没有一种能够直接检测研磨（或抛光）过程中游离态磨粒的运动轨迹的方法。为了对研磨、抛光加工的规律和本质有更清晰的了解，更好地优化研磨、抛光的加工参数以便获得更高的加工效率和加工质量，需要准确了解研磨、抛光加工过程中磨粒的实际运动轨迹，需要一种能够直接检测加工过程中态磨粒运动轨迹的方法。
发明内容
本发明的目的是针对目前由于缺少对磨料游离态运动规迹进行定性定量分析而影响研磨抛光加工参数进行优化的问题，发明一种游离磨粒轨迹检测方法，这种方法能够直接检测研磨（或抛光）过程中游离态磨粒的运动轨迹，这种方法有利于对研磨、抛光加工的规律有更清晰的了解，为研磨、抛光的加工参数优化和加工效率、加工质量的提高提供一种有效手段。
本发明的技术方案是：
一种游离磨粒轨迹检测方法，其特征在于它主要包括以下步骤：
S1磨料染色；选用与研磨或抛光加工中采用的磨料相同的磨料，先采用表面活性剂清洗磨料表面，再用去离子水多次清洗，然后用紫外荧光染料对磨料进行染色，染色后磨料进行干燥并存放在密封容器内备用；
S2磨料加注；在磨料加注前先配检测浆料，检测浆料中的磨料为磨料染色阶段获得的紫外荧光染料染色的磨料，检测浆料中磨料、溶液、添加剂的含量及配比与研磨或抛光加工采用的含量及配比相同；在研磨或抛光加工过程中以压力P在注入口注入检测浆料，在研磨或抛光盘转动n圈后停止，不擦除表面的浆料，等浆料蒸发一部分水分粘度增大时取出工件，取出过程需要保持工件水平；
S3磨粒检测；采用紫外荧光灯管照射抛光的工件，工件表面的染色磨粒表面的紫外荧光染料发光，显示出工件表面粘附的荧光染料的位置，采用CCD拍摄出表面磨粒发荧光的工件照片，通过对工件照片上离散荧光点的图像分析处理得到染色磨料的分布特性和规律；
S4重复步骤S2、S3若干次，从而得出研磨或抛光过程中游离态磨粒的运动轨迹。
所述的轨迹检测通常针对S2磨料加注阶段、S3磨粒检测阶段在不同的研磨或抛光盘转动圈数n下进行对比检测，转动圈数n采用一组3个以上等差数列分布的转数，圈数n不超过100。
研磨或抛光盘的检测浆料注入口位置位于工件加工时的安装中心线上，检测浆料注入压力P等于加工用的研磨液或抛光液的压力。
本发明的有益效果：
1、通过在研磨（或抛光）过程中采用和研磨（或抛光）一致的磨料、和加工条件，染色磨粒的运动轨迹与加工中的磨料具有统计学上的一致性，染色磨粒的运动轨迹能够真实反映磨料在加工中的运动规律。
2、采用紫外荧光染料对磨料进行染色，在紫外线照射下可以准确区分荧光染色检测的磨料和未染色的磨料。
3、采用CCD拍摄照片并对照片上荧光点的图像分析处理，可以准确、快速获得检测磨料的分布特性和规律。
4、将检测的结果用于研磨、抛光加工的加工参数优化，使得优化的效果更好，获得了更高的加工效率和加工质量。
5、以下是本发明具体的实施效果例：
采用本发明后，在通用的晶片双面抛光机上对2英寸的蓝宝石晶片进行抛光，监测抛光过程中金刚石磨粒的运动轨迹。抛光用的磨料是粒径1-2μm金刚石磨粒，抛光盘转速200r/min，压力2kPa。分别检测抛光盘转10、20、30圈后染色磨料的轨迹，获得了在抛光条件下的金刚石磨粒运动轨迹。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
一种游离磨粒轨迹检测方法，它主要包括以下步骤：
S1，磨料染色阶段；选用的磨料与研磨（或抛光）加工中采用的磨料相同，磨料表面先清洗，然后用紫外荧光染料对磨料进行染色，待染色剂干燥固化后再配制检测浆料，检测浆料的配方与研磨（或抛光）液相同，不同的是所采用的磨料为经过染色的磨料。
S2，磨料加注阶段；在研磨（或抛光）加工过程中在注入口注入检测浆料，在研磨（或抛光）盘转动一组3个以上等差数列分布的转数n后停止，不擦除表面的浆料，等浆料蒸发一部分水分粘度增大时取出工件。
S3，磨粒检测阶段；采用紫外荧光灯管照射抛光的工件，采用CCD拍摄出表面磨粒发荧光的工件照片，通过对工件照片上离散荧光点的图像分析处理得到染色磨料的分布特性和规律。S4重复步骤S2、S3若干次，从而得出研磨或抛光过程中游离态磨粒的运动轨迹。
具体例：
1、磨料染色。选用的磨料是粒径1-2μm金刚石磨粒，磨料先放入1%十八烷基硫酸钠溶液中超声波清洗5min，再用去离子水超声波清洗3次，每次清洗3min。然后用羟基香豆素染料对磨料进行染色，染色磨料干燥后存放玻璃瓶中。
2、检测浆料配制。采用染色磨料作为磨料，采用与正常研磨或抛光液相同的配方配制出检测浆料；
3、磨料加注。磨料加注阶段在抛光过程中的抛光压力为2kPa，用2kPa压力在抛光机上盘的注入口注入用染色磨料配置的检测浆料，做3次检测，对应的抛光盘转动的圈数是10、20、30。
4、磨粒检测。分别在研磨或抛光盘转动10圈、20圈、30圈后停止，不擦除工件表面的浆料，等浆料蒸发一部分水分粘度增大时取出工件，取出过程需要保持工件水平，将取下的工件在黑暗的环境中采用紫外荧光灯管照射抛光的工件，采用130万像素CCD拍摄抛光工件表面，采用计算机图像识别的方法分析处理照片上荧光点，即可得到荧光点的分布特性和规律。
具体实施时，研磨或抛光盘转动圈数最大不超过100圈，级差可为10、15、20、25或30。具体视试验需要而定。
本领域技术人员根据所得的图像利用常规技术和现有的相关软件即可分析得到磨料的运动、分布规迹，得到相应的运动规律，进而可以对加工参数进行调整，以提高加工质量和效率。
本实施例未涉及的研磨加工、抛光加工、图像分析处理等均与现有技术相同。
Claims (1)
1.一种游离磨粒轨迹检测方法，其特征在于它主要包括以下步骤：
S1磨料染色；选用与研磨或抛光加工中采用的磨料相同的磨料，先采用表面活性剂清洗磨料表面，再用去离子水多次清洗，然后用紫外荧光染料对磨料进行染色，染色后磨料进行干燥并存放在密封容器内备用；
S2磨料加注；在磨料加注前先配检测浆料，检测浆料中的磨料为磨料染色阶段获得的紫外荧光染料染色的磨料，检测浆料中磨料、溶液、添加剂的含量及配比与研磨或抛光加工采用的含量及配比相同；在研磨或抛光加工过程中以压力P在注入口注入检测浆料，在研磨或抛光盘转动n圈后停止，不擦除表面的浆料，等浆料蒸发一部分水分粘度增大时取出工件，取出过程需要保持工件水平；
S3磨粒检测；采用紫外荧光灯管照射抛光的工件，工件表面的染色磨粒表面的紫外荧光染料发光，显示出工件表面粘附的荧光染料的位置，采用CCD拍摄出表面磨粒发荧光的工件照片，通过对工件照片上离散荧光点的图像分析处理得到染色磨料的分布特性和规律；
S4重复步骤S2、S3若干次，从而得出研磨或抛光过程中游离态磨粒的运动轨迹；染色磨粒的运动轨迹能够真实反映麿料在加工中的运动规律；
研磨或抛光盘的检测浆料注入口位置位于工件加工时的安装中心线上，检测浆料注入压力P等于加工用的研磨液或抛光液的压力；所述的轨迹检测针对S2磨料加注阶段、S3磨粒检测阶段在不同的研磨或抛光盘转动圈数n下进行对比检测，转动圈数n采用一组3个以上等差数列分布的转数，圈数n不超过100。
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|---|---|---|---|---|
| CN110340754B (zh) * | 2019-07-15 | 2020-08-21 | 厦门理工学院 | 一种纵磨外圆磨粒轨迹确定方法 |
| CN113916800B (zh) * | 2021-10-08 | 2022-09-27 | 南京航空航天大学 | 一种直观判断高分子塑料磨料磨损的检测方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN201178090Y (zh) * | 2008-01-11 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | Cmp过程中晶圆下液体薄膜中间变量的测量装置 |
| CN105531799A (zh) * | 2013-09-19 | 2016-04-27 | 信越半导体株式会社 | 研磨垫的评价方法及晶圆的研磨方法 |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
| US20020077037A1 (en) * | 1999-05-03 | 2002-06-20 | Tietz James V. | Fixed abrasive articles |
| JP2002237477A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 研磨方法および研磨装置 |
| US6857434B2 (en) * | 2002-01-24 | 2005-02-22 | International Business Machines Corporation | CMP slurry additive for foreign matter detection |
| CN102935618B (zh) * | 2011-08-15 | 2016-05-25 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 研磨液、过抛和终点检测方法及装置、抛光设备 |
| CN103497687B (zh) * | 2013-09-30 | 2018-05-01 | 上海集成电路研发中心有限公司 | 具有发光研磨颗粒的抛光液及其流体力学研究系统和方法 |
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN201178090Y (zh) * | 2008-01-11 | 2009-01-07 | 浙江工业大学 | Cmp过程中晶圆下液体薄膜中间变量的测量装置 |
| CN105531799A (zh) * | 2013-09-19 | 2016-04-27 | 信越半导体株式会社 | 研磨垫的评价方法及晶圆的研磨方法 |
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