DE102017200023A1

DE102017200023A1 - Verfahren zum Polieren eines Werkstücks und Verfahren zum Abrichten einer Polierscheibe

Info

Publication number: DE102017200023A1
Application number: DE102017200023.6A
Authority: DE
Inventors: Kazutaka Shibuya; Jun Yanagisawa; Michio UNEDA; Kenichi Ishikawa; Yoshio Nakamura
Original assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Current assignee: Fujikoshi Machinery Corp; Kanazawa Institute of Technology (KIT)
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2017-01-02
Publication date: 2017-07-06
Also published as: CN106944929B; TW201730953A; US10464186B2; US20170190018A1; KR20170082127A; CN106944929A; JP2017121672A

Abstract

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: Vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften einer Polierscheibe (16), die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen eines Werkstücks (20), das durch die in den Abrichtungszuständen abgerichtete Polierscheibe (16) poliert wird; Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung erreichen kann, aus den Korrelationsdaten; Abrichten der Polierscheibe (16) in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand; Polieren des Werkstücks (20); Reinigen der Polierscheibe (16), die zum Polieren des Werkstücks (20) verwendet wurde; und Messen einer Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe (16).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Polieren eines Werkstücks wie zum Beispiel ein Wafer und auf ein Verfahren zum Abrichten einer Polierscheibe.
Das Polieren eines Werkstücks, wie zum Beispiel eines Wafers, wird bewirkt, indem eine Oberfläche des zu polierenden Werkstücks auf eine Oberfläche einer Polierscheibe gedrückt wird, die an einer Polierplatte angebracht ist, und indem die Polierplatte unter Zufuhr einer Polierflüssigkeit zu der Polierscheibe gedreht wird.
Jedoch tritt ein allmähliches Zusetzen der Polierscheibe auf, wenn der Poliervorgang mehrmals durchgeführt wird, und eine Polierrate wird verringert. Somit wird die Oberfläche der Polierscheibe durch einen Abrichtschleifstein jedes Mal dann abgerichtet, nachdem der Poliervorgang in einer vorgeschriebenen Anzahl durchgeführt wurde (siehe Patentdruckschrift 1).
Die Patentdruckschrift 1 offenbart ein Verfahren zum Glätten einer Halbleitervorrichtung, bei dem ein Abrichtungszustand gesteuert wird. Das Verfahren wird in einem Gerät durchgeführt, das Folgendes aufweist: eine Abrichtratenmesseinheit zum Erfassen einer Abrichtrate einer Polierscheibe, die sich mit einem Fortschreiten des Polierens ändert; und eine Oberflächeneigenschaftsmesseinheit zum Messen einer Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe. Die automatisch gemessenen Daten werden verwendet, um die Abrichtrate, die im Wesentlichen von einer Kratzdichte beeinflusst wird, innerhalb vorgeschriebenen Verwaltungswerten aufrecht zu erhalten.
In der Patentdruckschrift 1 wird das Verfahren zum Messen der Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe mittels Bildverarbeitung oder Reflektion durchgeführt. Die Bildverarbeitung wird nämlich durch die folgenden Schritte durchgeführt: Belichten der Oberfläche der Polierscheibe durch eine Lichtsendeeinheit; Erzeugen eines Bildes des belichteten Teils durch eine CCD-Kamera; und Verarbeiten des Bildes, um so ein Flächenverhältnis eines glatten Teiles zu berechnen, der durch die Zusetzung gebildet wird. Die Reflektion wird durch die folgenden Schritte bewirkt: Senden eines Laserstrahls zu der Oberfläche der Polierscheibe; Aufnehmen des reflektierten Strahls; und Messen der Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe auf der Grundlage einer Änderung einer Lichtmenge des aufgenommenen Strahles.
STAND DER TECHNIK

Patentdruckschrift 1: japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2001 260001

Durch die in der Patentdruckschrift 1 offenbarte Erfindung wird die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gemessen und das Abrichten wird durchgeführt, während das Werkstück poliert wird, so dass das Abrichten als Reaktion auf die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gesteuert wird, die sich in jedem Zeitpunkt ändert.
Jedoch wird bei der Patentdruckschrift 1 die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gemessen, während das Werkstück poliert wird, so dass ein Bild aufgenommen wird, das sich von dem tatsächlichen Bild unterscheidet, oder ein unklares Bild aufgrund von Polierstaub und einer Polierflüssigkeit (zum Beispiel einer trüben Flüssigkeit) aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen des vorstehend beschriebenen Problems entwickelt, und es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Polieren eines Werkstücks und ein Verfahren zum Abrichten einer Polierscheibe vorzusehen, bei denen jeweils eine Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe korrekt erfasst werden kann, ein hochgenaues Abrichten durchgeführt werden kann und ein Werkstück akkurat poliert werden kann.
Um die Aufgabe zu lösen, hat die vorliegende Erfindung die folgenden Strukturen.
Das Polierverfahren der vorliegenden Erfindung weist nämlich die folgenden Schritte auf:
Drücken eines Werkstücks auf eine Polierscheibe einer sich drehenden Polierplatte;
Polieren einer Oberfläche des Werkstücks unter Zufuhr einer Polierflüssigkeit zu der Polierscheibe; und
Hin- und Herbewegen eines Abrichtkopfes, der einen Abrichtschleifstein hat, auf der Polierscheibe, um so eine Oberfläche der Polierscheibe mit dem Abrichtschleifstein nach dem Polierschritt abzurichten,
wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet ist, und Polierwirkungen des Werkstücks, das durch die Polierscheibe poliert wird, die in den Abrichtungszuständen abgerichtet wird;
Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung erreichen kann, und zwar aus den Korrelationsdaten;
Abrichten der Polierscheibe in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand;
Polieren des Werkstücks;
Reinigen der Polierscheibe, die zum Polieren des Werkstücks verwendet wurde; und
Messen einer Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe, und
das Verfahren ist des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass,
falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe innerhalb eingestellten Daten ist, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Polieren des Werkstücks durchgeführt wird, und
falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter als die eingestellten Daten ist, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe ausgetauscht wird.
Das Verfahren kann des Weiteren die folgenden Schritte aufweisen:
Reinigen der Polierscheibe nach einem erneuten Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand; und
Messen der Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe, und
falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter als die eingestellten Daten sind, wird die Polierscheibe ausgetauscht.
Die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe kann unter Verwendung einer Anzahl an Kontaktpunkten pro Flächeninhalt gemessen werden.
Das Abrichtungsverfahren der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf:
Drücken eines Werkstücks auf eine Polierscheibe einer sich drehenden Polierplatte;
Polieren einer Oberfläche des Werkstücks unter Zufuhr einer Polierflüssigkeit zu der Polierscheibe; und
Hin- und Herbewegen eines Abrichtungskopfes, der einen Abrichtschleifstein hat, an der Polierscheibe, um so eine Oberfläche der Polierscheibe mit dem Abrichtschleifstein nach dem Polierschritt abzurichten,
wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:
vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen des Werkstücks, das durch die Polierscheibe poliert wird, die in den Abrichtungszuständen abgerichtet wird;
Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung reproduzieren kann, und zwar aus den Korrelationsdaten; und
Abrichten der Polierscheibe in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand, und
das Verfahren ist des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass
eine Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gemessen wird, und
falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter ist als eingestellte Daten, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe ausgetauscht wird.
Die vorstehend beschriebenen Verfahren bezüglich der vorliegenden Erfindung werden durch die folgenden Schritte durchgeführt: Vorheriges Erhalten der Korrelationsdaten zwischen den Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und der Polierwirkungen des Werkstücks, das durch die Polierscheibe poliert wird, die in den Abrichtungszuständen abgerichtet wird; Bestimmen des angenommenen Abrichtungszustands, der die Zielpolierwirkung erreichen kann, und zwar aus den Korrelationsdaten; Abrichten der Polierscheibe in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand; Polieren des Werkstücks nach dem Durchführen des Abrichtungsschrittes; Reinigen der Polierscheibe, die zum Polieren des Werkstücks verwendet wurde, nachdem der Polierschritt durchgeführt wurde; und Messen einer Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe nach dem Durchführen des Reinigungsschrittes. Daher kann die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe korrekt erfasst werden, ohne dass dies durch Polierstaub, etc. beeinträchtigt wird, und ein hochgenaues Abrichten kann bewirkt werden. Da des Weiteren die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe innerhalb den eingestellten Daten gesteuert wird, die die vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, kann das Werkstück akkurat poliert werden.
Ein Polierstatus des Werkstücks wird auf der Grundlage der Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gesteuert, die in einfacher Weise gemessen werden kann, ohne dass eine Polierrate des Werkstücks verwendet wird, so dass das Polieren in einfacher Weise gesteuert werden kann.
Durch Erhalten der Korrelationsdaten als viele Kombinationsdatenstufen der Abrichtungszustände und der Polierzustände können tatsächliche Abrichtungszustände und Polierzustände präzise bestimmt werden, so dass die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe ausgezeichnet aufrechterhalten werden kann, und das Werkstück kann präzise poliert werden.
Falls die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe als eine Anzahl an Kontaktpunkten zwischen dem Dove-Prisma und der Polierscheibe in dem Zustand angegeben wird, in dem das Dove-Prisma auf die Polierscheibe mit der vorgeschriebenen Druckkraft gedrückt wird, wird die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen dem Werkstück und der Polierscheibe nicht direkt gemessen, aber die Anzahl der Kontaktpunkte kann erhalten werden, die ungefähr gleich der direkt gemessenen Anzahl ist, so dass der Status des polierten Werkstücks in geeigneter Weise erhalten werden kann.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die lediglich der Darstellung dienen und somit die vorliegende Erfindung nicht beschränken, wobei:
1 zeigt eine schematische, erläuternde Ansicht eines Poliergerätes;
2 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Abrichtungsgerätes;
3 zeigt eine Schnittansicht eines Abrichtkopfes;
4 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abrichtkopfes;
5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Abrichtkopfes bei Betrachtung aus einem anderen Winkel;
6 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Prinzips eines Dove-Prismas;
7 zeigt eine erläuternde Ansicht, bei der gestreutes Reflexionslicht von einem Mikroskop durch das Dove-Prisma aufgenommen wird;
8A und 8B zeigen erläuternde Ansichten einer Beobachtungseinheit;
9 zeigt ein Kontaktbild einer Polierscheibe, die durch einen Abrichtschleifstein mit #80 abgerichtet wird, und des Dove-Prismas, das durch ein Mikroskop unter Verwendung des Dove-Prismas gemessen wird;
10 zeigt ein Kontaktbild der Polierscheibe, die durch einen Abrichtschleifstein mit #500 abgerichtet wird, und des Dove-Prismas, das durch das Mikroskop unter Verwendung des Dove-Prismas gemessen wird;
11 zeigt ein Kontaktbild der Schleifscheibe, die durch einen Abrichtschleifstein mit #1000 abgerichtet wird, und des Dove-Prismas, das durch das Mikroskop unter Verwendung des Dove-Prismas gemessen wird;
12 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen von Abrichtschleifsteinen und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (Anzahl der Kontaktpunkte) der Polierscheibe;
13 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (Kontaktverhältnisse) der Polierscheibe;
14 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (Zwischenraum von Kontaktpunkten) der Polierscheibe;
15 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen von Abrichtschleifsteinen und Messergebnissen von Oberflächeneigenschaften (räumliche FFT-Analyse) der Polierscheibe;
16 zeigt eine erläuternde Ansicht von im Voraus eingestellten Korrelationsdaten von Polierzuständen, Abrichtungszuständen und Polierwirkungen als eine Datenbank;
17 zeigt ein Flussdiagramm zum Abrichten der Polierscheibe und zum Polieren eines Werkstücks; und
18 zeigt ein anderes Flussdiagramm zum Austauschen der Polierscheibe.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Die 1 zeigt eine schematische, erläuternde Ansicht eines Poliergerätes 10.
Eine Polierplatte 12 wird durch einen bekannten Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) in einer horizontalen Ebene um eine Drehwelle 14 gedreht. Eine Polierscheibe 16, die zum Beispiel hauptsächlich aus Polyurethanschaum besteht, ist an einer oberen Fläche der Polierplatte 12 angebracht.
Ein zu polierendes Werkstück 20 (zum Beispiel ein Halbleiterwafer) wird an einer Bodenfläche eines Polierkopfes 18 gehalten. Der Polierkopf 18 wird um eine Drehwelle 22 gedreht. Der Polierkopf 18 kann durch einen vertikalen Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) wie zum Beispiel eine Zylindereinheit nach oben und nach unten bewegt werden.
Eine Schlammzuführungsdüse 24 führt einen Schlamm (Polierflüssigkeit) auf die Polierscheibe 16 zu.
Eine untere Fläche des Werkstücks 20 wird durch die folgenden Schritte poliert: Halten des Werkstücks 20 an der Bodenfläche des Polierkopfes 18 durch eine Oberflächenspannung von Wasser, Luftansaugung, etc.; Bewegen des Polierkopfes 18 nach unten; Drücken des Werkstücks auf die Polierscheibe 16 der Polierplatte 12, die sich in einer horizontalen Ebene dreht, und zwar mit einer vorgeschriebenen Druckkraft (zum Beispiel 150 gf/cm²); und Drehen des Polierkopfes 18 um die Drehwelle 22. Der Schlamm wird auf die Polierscheibe 16 aus der Schlammzuführungsdüse 24 zugeführt, während das Werkstück 20 poliert wird.
Es ist zu beachten, dass vielfältige Arten an Polierköpfen bekannt sind, so dass die Art des Polierkopfes 18 nicht einschränkend ist.
Die 2 zeigt eine erläuternde Ansicht eines Abrichtgerätes 26.
Das Abrichtgerät 26 hat einen Schwenkarm 28, der um eine Drehwelle 27 gedreht werden kann. Ein Abrichtkopf 30 ist an einem vorderen Endteil des Schwenkarms 28 befestigt. Abrichtschleifsteine, die Diamantenpartikel mit vorgeschriebenen Partikelgrößen haben, sind an einem unteren Teil des Abrichtkopfes 30 befestigt. Der Abrichtkopf 30, der an dem vorderen Endteil des Schwenkarms 28 vorgesehen ist, kann um seine eigene Achse gedreht werden.
Die Polierscheibe 16 wird durch die folgenden Schritte abgerichtet: Betätigen eines Abgabebereiches wie zum Beispiel einen Motor auf der Grundlage eines Befehls von einem Arithmetikverarbeitungsbereich 31, um so die Polierplatte 12 zu drehen; und Schwenken des Schwenkarms 28 um die Drehwelle 27, um den Abrichtkopf 30 in einer radialen Richtung der Polierplatte 12 hin- und herzubewegen, wobei der Abrichtkopf 30 um seine eigene Achse gedreht wird. Daher wird eine obere Fläche der Polierscheibe 16 durch die Abrichtschleifsteige so geschliffen, dass die obere Fläche der Polierscheibe 16 abgerichtet werden kann. Es ist zu beachten, dass verschiedene Daten durch einen Eingabebereich 33 eingegeben werden, und eine Datenbank einschließlich Korrelationsdaten wird in einem Speicherbereich 34 als eine Datenbank an Abrichtzuständen gespeichert.
Der Abrichtkopf 30 drückt die Polierscheibe 16 mit einer vorbeschriebenen Druckkraft, während der abrichtet. vorzugsweise werden eine Drehzahl der Polierplatte 12 und eine Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms 28 geeignet gesteuert, um so die gesamte Oberfläche der Polierscheibe 16 einheitlich abzurichten.
Ein konkretes Beispiel einer Struktur des Polierkopfes 30 wird nachfolgend beschrieben.
Das Abrichten der Polierscheibe 16 wird durchgeführt, nachdem die Polierscheibe erneut angebracht wurde, oder jedes Mal dann, wenn Poliervorgänge mit einer vorgeschriebenen Anzahl durchgeführt wurden. Es ist zu beachten, dass, falls die Polierscheibe 16 ausgetauscht und erneut angebracht wird, diese Polierscheibe 16 an einem anderen Ort im Voraus abgerichtet sein kann, wie dies später beschrieben wird, und die abgerichtete Polierscheibe 16 kann an der Polierplatte 12 angebracht werden. Falls das Abrichten nach dem Polieren des Werkstücks 20 durchgeführt wird, wird die Polierscheibe 16 durch eine Reinigungseinheit gereinigt, um so Polierstaub und den verwendeten Schlamm wegzuwaschen, bevor das Abrichten durchgeführt wird. Durch Durchführen des Abrichtens nach dem Wegwaschen des Polierstaubs und des Schlammes kann das Abrichten genau durchgeführt werden.
Es ist zu beachten, dass das Reinigen der Polierscheibe 16 durchgeführt wird, indem Wasser mit hohem Druck aus einer Düse zu der Polierscheibe 16 gesprüht wird. Ein Beispiel der Reinigungseinheit ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2010 228058 offenbart.
Ein Beispiel des Abrichtkopfes 30 ist in den 3 bis 5 gezeigt.
Eine erste bewegbare Platte 37 wird an einem Kopfhauptteil 36 mit einer flexiblen Membran 38 befestigt und kann sich hinsichtlich des Kopfhauptteils 36 nach oben und nach unten bewegen.
Die Membran 38 ist ringförmig ausgebildet. Ein Innenkantenteil der Membran 38 ist an dem Kopfhauptteil 36 durch Schrauben befestigt, und ihr Außenkantenteil ist an der ersten bewegbaren Platte 37 durch Schrauben befestigt. Eine erste Druckkammer 40 ist zwischen einer Bodenfläche des Kopfhauptteils 36, einer Bodenfläche der Membran 38 und einer oberen Fläche der ersten bewegbaren Platte 37 ausgebildet. Mit Druck beaufschlagte Luft kann in die erste Druckkammer 40 von einer Druckquelle (nicht gezeigt) über einen Strömungspfad (nicht gezeigt) eingeführt werden.
Viele vorstehende Bereiche 41 sind in einem Außenkantenteil der Bodenfläche der ersten bewegbaren Platte 37 vorgesehen und in einer Umfangsrichtung in vorgeschriebenen Intervallen angeordnet. Ein Abrichtschleifstein 42, an dem Diamantpartikel befestigt sind, deren Partikelgröße zum Beispiel #80 beträgt, ist an einer Bodenfläche des jeweiligen vorstehenden Bereiches 41 befestigt.
In der 3 ist einem zweite bewegbare Platte 44 an der Bodenfläche der ersten bewegbaren Platte 37 mit einer flexiblen Membran 45 angebracht, und sie kann sich hinsichtlich der ersten bewegbaren Platte 37 nach oben und nach unten bewegen.
Die Membran 45 ist ringförmig ausgebildet. Ein Innenkantenteil der Membran 45 ist an der zweiten bewegbaren Platte 44 durch Schrauben befestigt, und ihr Außenkantenteil ist an der ersten bewegbaren Platte 37 durch Schrauben befestigt. Eine zweite Druckkammer 47 ist zwischen der Bodenfläche der ersten bewegbaren Platte 37, einer oberen Fläche der Membran 45 und einer oberen Fläche der zweiten bewegbaren Platte 44 ausgebildet. Mit Druck beaufschlagte Luft kann in die zweite Druckkammer 47 von der Druckquelle (nicht gezeigt) über einen Strömungspfad (nicht gezeigt) eingeführt werden.
Viele vorstehende Bereiche 48 sind in einem Außenkantenteil der Bodenfläche der zweiten bewegbaren Platte 44 vorgesehen und in einer Umfangsrichtung in vorgeschriebenen Intervallen angeordnet. Die vorstehenden Bereiche 48 sind jeweils in einem Raum zwischen den angrenzenden vorstehenden Bereichen 41 vorgesehen. Daher befinden sich die vorstehenden Bereiche 41 und 48 auf demselben Kreis. Ein Abrichtschleifstein 50, an dem Diamantpartikel befestigt sind, deren Partikelgröße zum Beispiel #1000 beträgt, ist an einer Bodenfläche der jeweiligen vorstehenden Bereiche 48 befestigt.
Wenn mit Druck beaufschlagte Luft in die erste Druckkammer 40 und die zweite Druckkammer 47 durch die Strömungspfade (nicht gezeigt) eingeführt wird, stehen die Abrichtschleifsteine 42 und 50 unabhängig nach unten vor, so dass die Abrichtschleifsteine 42 und 50 auf die Polierscheibe 16 gedrückt werden, und die Polierscheibe 16 kann abgerichtet werden. Es ist zu beachten, dass die Abrichtschleifsteine 42 und die Abrichtschleifsteine 50 gleichzeitig auf die Polierscheibe 16 gedrückt werden können und abrichten können.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass der Abrichtkopf 30 zwei Arten an Abrichtschleifsteinen hat, deren Korngrößen #80 und #1000 betragen. In einigen Fällen kann außerdem eine dritte bewegbare Platte (nicht gezeigt) vorgesehen werden, die hinsichtlich der zweiten bewegbaren Platte 44 nach oben und nach unten bewegt werden kann, und ein Abrichtschleifstein, an dem Partikel befestigt sind, deren Korngröße zum Beispiel #500 beträgt, ist an einer Bodenfläche der jeweiligen vorstehenden Bereiche der dritten bewegbaren Platte befestigt. In diesem Fall kann das Abrichten mit den Abrichtschleifsteinen durchgeführt werden, die drei Stufen an Korngrößen haben: #80, #500 und #1000.
Nachfolgend wird ein Werkstückpolierverfahren des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels beschrieben.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist das Werkstückpolierverfahren des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels durch die folgenden Schritte gekennzeichnet:

(A) Vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen des Werkstücks, das durch die Polierscheibe in den Abrichtungszuständen poliert wird;
(B) Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung erreichen kann, aus den Korrelationsdaten, und Abrichten der Polierscheibe in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand;
(C) Polieren des Werkstücks;
(D) Reinigen der Polierscheibe, die zum Polieren des Werkstücks verwendet wurde; und
(E) Messen einer Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe, und
(F) das Verfahren ist des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe innerhalb eingestellten Daten ist, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Polieren des Werkstücks durchgeführt wird, und dass, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter als die eingestellten Daten ist, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe ausgetauscht wird.

Genauer gesagt kann das Verfahren des Weiteren die folgenden Schritte aufweisen: Reinigen der Polierscheibe nach einem erneuten Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand; und Messen der Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe, und falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter als die eingestellten Daten sind, kann die Polierscheibe ausgetauscht werden.
Das Abrichtverfahren des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels ist durch die folgenden Schritte gekennzeichnet: Vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen des Werkstücks, das durch die Polierscheibe in den Abrichtzuständen poliert wird; Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung reproduzieren kann, aus den Korrelationsdaten; und Abrichten der Polierscheibe in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand, und das Verfahren ist des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe gemessen wird, und dass, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe schlechter ist als eingestellte Daten, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe ausgetauscht wird.
Als nächstes wird ein konkretes Beispiel der Schritte beschrieben.
<Schritt (A) zum Erhalten der Korrelationsdaten>

TABELLE 1 und TABELLE 2 zeigen Beispiele von Korrelationsdaten, die eine Korrelation zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe 16, die in vielen Abrichtungszustandsstufen im Voraus abgerichtet wurde, und Polierwirkungen des Werkstücks 20 angeben, das durch die Polierscheibe 16 in den Abrichtzuständen poliert wurde. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass drei verschiedene Abrichtköpfe vorbereitet wurden, die Abrichtschleifsteine mit drei Korngrößenstufen (zum Beispiel #80, #500 und #1000) entsprechend den Abrichtzuständen hatten. Die Abrichtköpfe entsprachen jeweils den Abrichtzuständen. Des Weiteren waren Polierzustände zwei Druckkraftstufen, die auf das Werkstück 20 zum Drücken des Werkstücks 20 auf die Polierplatte 12 aufgebracht wurden. Die beiden Druckkraftstufen waren eine Stufe mit niedriger Last (30 kPa), und eine Stufe mit hoher Last (90 kPa). TABELLE 1 BEZIEHUNG ZWISCHEN POLIERZUSTAND UND KORNGRÖßE DES SCHLEIFSTEINS

POLIERZUSTAND		ABRICHTUNGSZUSTAND ZUSTAND 2 KORNGRÖßE DES SCHLEIFSTEINS
ZUSTAND 1 WERKSTÜCK (LAST)	POLIERWIRKUNG (RATE nm/min)	ABRICHTUNGSZUSTAND ZUSTAND 2 KORNGRÖßE DES SCHLEIFSTEINS
SAPHIR, 4 INCH, KLEINE LAST (30 kPa)	2,55	#80
	4,77	#500
	5,28	#1000
SAPHIR, 4 INCH, GROßE LAST (90 kPa)	68,2	#80
	102	#500
	155	#1000

TABELLE 2 BEZIEHUNG ZWISCHEN KORNGRÖßE DES SCHLEIFSTEINS UND ANZAHL DER KONTAKTPUNKTE

KORNGRÖßE DES SCHLEIFSTEINS	ANZAHL DER KONTAKTPUNKTE 1/mm²
#80	19,4
#500	28,8
#1000	43,5

TABELLE 1 zeigt Polierraten (Polierwirkungen) des Werkstücks (Saphirwafer) 20, der durch die Polierscheibe 16 poliert wird, die durch die Abrichtschleifsteine mit den Korngrößen #80, #500 und #1000 (ZUSTAND 2) in dem ZUSTAND 1 der Polierzustände abgerichtet wurde (d. h. zwei Stufen der Druckkräfte).
Die TABELLE 2 zeigt Daten von Oberflächeneigenschaften (zum Beispiel eine Anzahl an Kontaktpunkten) der Polierscheibe 16, die durch die Abrichtschleifsteine mit den Korngrößen #80, #500 und #1000 abgerichtet wurde. Eine Art und Weise zum Messen der Oberflächeneigenschaften (Anzahl der Kontaktpunkte) wird nachfolgend beschrieben.
Beim ZUSTAND 1 der Polierzustände wurde Saphir verwendet, und der Polierzustand kann für jedes Material des Werkstücks 20 wie zum Beispiel Si, SiC festgelegt werden. Die Druckkraft (Last) zum Polieren kann in drei Stufen, vier Stufen oder mehr festgelegt werden. Des Weiteren kann eine Drehzahl der Polierplatte 12, eine Drehzahl des Polierkopfes 18 in Stufen festgelegt werden.
In dem Abrichtungszustand (ZUSTAND 2) sind die Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine Basiszustände, und die Anzahl der Partikelgrößenstufen muss nicht drei betragen. Es können zwei Stufen, vier Stufen oder mehr verwendet werden. Des Weiteren kann eine Abrichtzeit, ein Abrichtdruck, eine Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms 28, die Drehzahl des Abrichtkopfes, die Drehzahl der Polierplatte, etc. in Stufen festgelegt werden.
Im Falle des Abrichtens der Polierscheibe 16 durch den Abrichtschleifstein, der kleine Partikel zum Beispiel mit einer Korngröße von #1000 hat, wird die Polierscheibe 16 vorzugsweise im Voraus unter Verwendung des Abrichtschleifsteins abgerichtet, der große Partikel (zum Beispiel mit einer Korngröße von #80) hat, und dann wird die Polierscheibe 16 durch den Abrichtschleifstein abgerichtet, der die kleinen Partikel enthält, deren Korngröße #1000 beträgt. Durch Abrichten der Oberfläche der Schleifscheibe 16 in Stufen von einer großen Partikelgröße zu einer kleinen Partikelgröße, um so die Oberfläche der Polierscheibe 16 aufzurauen, kann die Anzahl der Kontaktpunkte vergrößert werden, und die Polierscheibe 16 kann wirksam abgerichtet werden.
Als nächstes wird ein Verfahren zum Messen der Oberflächeneigenschaft (der Anzahl der Kontaktpunkte, etc.) der Polierscheibe 16 beschrieben. Ein Verfahren kann als das Messverfahren verwendet werden, das in dem japanischen Patent JP 5366041 offenbart ist.
Bei dem Verfahren des japanischen Patents JP 5366041 wird eine Oberflächeneigenschaft einer Polierscheibe unter Verwendung eines Dove-Prismas beobachtet. Das Prisma besteht aus optischen Glasen und wird als ”Bildrotationsprisma” bezeichnet. Wie dies in der 6 gezeigt ist, wird in dem Dove-Prisma 60 ein Licht, das in einer Einfallsfläche 60a in einem Winkel von 45° einfällt, an einer Bodenfläche (Kontaktfläche) 60b des Prismas 60 total reflektiert und durch das Prisma 60 nach außen übertragen. Es ist zu beachten, dass an einem Kontaktpunkt zwischen der Kontaktfläche und der Scheibe 16 ein Zustand der Totalreflektion des Lichtes unterbrochen ist, so dass das Licht diffus reflektiert wird. Andererseits wird an anderen Punkten (an kontaktlosen Punkten) das Licht total reflektiert. Die Einfallsfläche 60a hat einen spitzen Winkel hinsichtlich der Kontaktfläche 60b. Es ist zu beachten, dass das Prisma nicht das Dove-Prisma sein muss, das trapezförmig ausgebildet ist, wie dies in der 6 gezeigt ist.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird ein Kontaktbild zwischen der Polierscheibe 16 und dem Dove-Prisma 60 erhalten, indem Reflexionslichter, die an Kontaktpunkten diffus reflektiert wurden, durch einen Aufnahmebereich (Mikroskop) aufgenommen werden, wobei eine vorgeschriebene Druckkraft auf die Polierscheibe 16 über das Dove-Prisma 60 aufgebracht wird.
Das Mikroskop kann ein Bild in einem Bereich von 7,3 mm×5,5 mm wie das Bild mit 1600 Pixel×1200 Pixel erhalten.
Es ist zu beachten, dass in dem Kontaktbild der Kontaktteil weiß gezeigt ist, und dass die kontaktlosen Teile schwarz gezeigt sind. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird eine Beobachtungseinheit, die in den 7–8B gezeigt ist, verwendet, um so die vorgeschriebene Druckkraft stabil auf die Polierscheibe 16 durch das Dove-Prisma 60 aufzubringen, und um die Reflexionslichter durch das Mikroskop aufzunehmen, die von einer oberen Fläche (Beobachtungsfläche) 60c des Dove-Prismas 60 austreten. In den 7–8B sind beide Seitenteile des Dove-Prismas 60 durch eine Fixiervorrichtung 64 eingeklemmt und befestigt. Ein lichtdurchlässiges Gewicht 66 ist an der oberen Fläche (Beobachtungsfläche) 60c des Dove-Prismas 60 montiert, um so die vorgeschriebene Druckkraft auf die Polierscheibe 16 über das Dove-Prisma 60 aufzubringen. Positionierlöcher sind an vorgeschriebenen Stellen des Gewichtes 66 ausgebildet, und das Gewicht 66 kann an der Fixiervorrichtung 64 montiert und korrekt daran positioniert werden, indem Stifte 68 der Fixiervorrichtung 64 in die Positionierlöcher eingesetzt werden. Ein Symbol 70 stellt eine Lichtquelle dar, und ein Symbol 72 stellt das Mikroskop dar.
Als nächstes wird das Verfahren des japanischen Patents JP 5366041 beschrieben, bei dem die vorstehend beschriebene Beobachtungseinheit verwendet wird.
Anspruch 1 betrifft nämlich ein Verfahren zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft einer Scheibe, wobei eine Oberflächeneigenschaft einer Polierfläche der Scheibe beobachtet wird, die an einer Polierplatte eines Poliergerätes angebracht ist, mit den folgenden Schritten: Setzen eines Prismas, das eine Kontaktfläche, eine Lichteinfallsfläche zum Veranlassen, dass das Licht in die Kontaktfläche eintritt, und eine Beobachtungsfläche hat, auf die Polierfläche der Polierscheibe in einem Zustand, in dem die Kontaktfläche mit der Polierfläche der Scheibe in Kontakt ist; Aufbringen einer vorgeschriebenen Druckkraft auf das Prisma, das auf die Polierfläche gesetzt wurde, um so die Polierfläche der Polierscheibe durch die Kontaktfläche zu drücken; Totalreflexion von gebrochenem Licht an der Kontaktfläche entsprechend einem ausgesparten Teil der Polierscheibe, die mit der Kontaktfläche nicht in Kontakt ist, und Reflektieren von Reflexionslicht, das durch Brechen der Totalreflexion erzeugt wird, an der Kontaktfläche entsprechend einem vorstehenden Teil der Polierscheibe, der mit der Kontaktfläche in Kontakt ist, wenn das Licht in die Lichteintrittsfläche eintritt und das gebrochene Licht an der Kontaktfläche reflektiert wird; Aufnehmen der Reflexionslichter, die aus der Beobachtungsfläche des Prismas austreten, durch einen Lichtaufnahmebereich; und Beobachten eines Oberflächenzustands der Polierfläche auf der Grundlage der aufgenommenen Lichter, wobei ein lichttransparentes Gewicht an dem Prisma so montiert ist, dass es das Prisma drückt, und das Reflexionslicht durch das Gewicht hindurchtritt, das von dem Lichtaufnahmebereich aufgenommen wird (Erfindung 1).
Anspruch 2 betrifft ein Verfahren zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft der Scheibe gemäß Anspruch 1, wobei das Prisma ein Dove-Prisma ist (Erfindung 2).
Anspruch 3 betrifft ein Verfahren zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft der Scheibe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kontaktbild, das durch den Lichtaufnahmebereich erfasst wird, in Schwarz oder Weiß binarisiert wird, und die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe unter Verwendung einer Anzahl an Kontaktpunkten pro Flächeneinheit gemessen wird, was aus dem binarisierten Bild berechnet wird, das durch den Binarisierungsprozess erhalten wird (Erfindung 3).
Anspruch 4 betrifft ein Verfahren zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft der Scheibe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kontaktbild, das durch den Lichtaufnahmebereich erfasst wird, in Schwarz oder Weiß binarisiert wird, und die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe unter Verwendung eines Kontaktverhältnisses gemessen wird, das aus dem binarisierten Bild berechnet wird, das durch den Binarisierungsprozess erhalten wird (Erfindung 4).
Anspruch 5 betrifft ein Verfahren zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft der Scheibe gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei ein Kontaktbild, das durch den Lichtaufnahmebereich erfasst wird, in Schwarz oder Weiß binarisiert wird, und die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe unter Verwendung von Halbwertsbreiten von Ergebnissen einer räumlichen FFT-Analyse gemessen wird, was aus dem binarisierten Bild berechnet wird, das durch den Binarisierungsprozess erhalten wird (Erfindung 5).
Einzelheiten werden in dem japanischen Patent JP 536604 beschrieben.
Es ist zu beachten, dass eine Bilddiagnose des Verfahrens zum Beobachten einer Oberflächeneigenschaft der Scheibe nicht auf jenes Verfahren beschränkt ist, bei dem das Bild durch einen Schwellwert binarisiert wird. Zum Beispiel kann eine Graustufenverteilung (zum Beispiel ein Graustufenhistogramm) des Kontaktbildes verwendet werden.
Die 9–11 zeigen Kontaktbilder, die unter Verwendung des Dove-Prismas und des Mikroskops erhalten werden. Sie sind Kontaktbilder des Dove-Prismas und der Polierscheibe 16, die durch die Abrichtschleifsteine mit #80, #500 und #1000 abgerichtet wurden. Wie dies in den 9–11 klar ersichtlich ist, wurde die Anzahl der Kontaktpunkte vergrößert, als der Abrichtschleifstein verwendet wurde, dessen durchschnittliche Partikelgröße klein war. TABELLE 2 zeigt eine Anzahl an Kontaktpunkten pro Flächeninhalt, was durch das Verfahren nach Erfindung 3 gemessen wurde. Wie dies in den TABELLEN 1 und 2 klar ersichtlich ist, wurde die Polierrate größer und ein hoher Polierwirkungsgrad wurde erhalten, als das Werkstück durch die Polierscheibe 16 poliert wurde, die durch den Abrichtschleifstein abgerichtet wurde, dessen durchschnittliche Partikelgröße kleiner war.

Die 12 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine und Messergebnisse von Oberflächeneigenschaften (Anzahl der Kontaktpunkte) der Polierscheibe 16. TABELLE 3 zeigt konkrete Messwerte. TABELLE 3

ANZAHL DER ABRICHT- ODER POLIERVORGÄNGE	ANZAHL DER KONTAKTPUNKTE 1/mm²
#80 ABRICHTEN	19,4
EINMAL POLIERT	19,2
ZWEIMAL POLIERT	18,9
#500 ABRICHTEN	28,8
DREIMAL POLIERT	27,0
VIERMAL POLIERT	26,7
#1000 ABRICHTEN	43,5
FÜNFMAL POLIERT	42,4
SECHSMAL POLIERT	42,1

In der 12 und in der TABELLE 3 bedeutet ”ANZAHL DER KONTAKTPUNKTE 19,4 hinsichtlich #80 ABRICHTEN”, dass die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen der Polierscheibe 16, die durch den Abrichtschleifstein mit #80 abgerichtet wurde, und dem Dove-Prisma 19,4/mm² betrug. ”EINMAL POLIERT” bedeutet, dass die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen der Polierscheibe 16, die zum einmaligen Polieren des Werkstücks 2 verwendet wurde, und dem Dove-Prisma 19,2/mm² betrug. Des Weiteren bedeutet ”ZWEIMAL POLIERT”, dass die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen der Polierscheibe 16, die zum zweimaligen Polieren des Werkstücks 20 verwendet wurde, und dem Dove-Prisma 18,9 mm² betrug.
”#500 ABRICHTEN” bedeutet, dass die Polierscheibe des Weiteren durch den Abrichtschleifstein mit einer Korngröße #500 abgerichtet wurde, nachdem sie durch den Abrichtschleifstein mit der Korngröße #80 abgerichtet wurde.
”#1000 ABRICHTEN” bedeutet, dass die Polierscheibe des Weiteren durch den Abrichtschleifstein mit der Korngröße #1000 abgerichtet wurde, nachdem sie durch die Abrichtschleifsteine mit den Korngrößen #80 und #500 abgerichtet wurde.
Falls der Abrichtschleifstein verwendet wird, dessen durchschnittliche Partikelgröße klein war, war die Anzahl der Kontaktpunkte größer als im Falle einer Verwendung des Abrichtschleifsteins, dessen durchschnittliche Partikelgröße groß war, und die Polierrate war ebenfalls größer, wie dies vorstehend beschrieben ist.
Bei den jeweiligen Abrichtstufen ist jedoch die Reduzierung der Anzahl der Kontaktpunkte bei einer Vergrößerung der Anzahl der Poliervorgänge nicht so groß. Selbstverständlich wurde die Anzahl der Kontaktpunkte beim Vergrößern der Anzahl der Poliervorgänge reduziert. Eine Verschlechterung der Oberfläche der Polierscheibe schritt nämlich allmählich fort, so dass sich die Anzahl der Kontaktpunkte reduziert hat.

Die 13 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen von Abrichtschleifsteinen und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (Kontaktverhältnisse, die durch das Verfahren nach Erfindung 4 gemessen werden) der Polierscheibe 16. TABELLE 4 zeigt konkrete Messwerte. TABELLE 4

ANZAHL DER ABRICHT- ODER POLIERVORGÄNGE	KONTAKTVERHÄLTNIS
#80 ABRICHTEN	0,337
EINMAL POLIERT	0,288
ZWEIMAL POLIERT	0,218
#500 ABRICHTEN	0,499
DREIMAL POLIERT	0,336
VIERMAL POLIERT	0,399
#1000 ABRICHTEN	0,641
FÜNFMAL POLIERT	0,567
SECHSMAL POLIERT	0,514

Wie dies in der 13 und der TABELLE 4 klar ersichtlich ist, haben sich die Kontaktverhältnisse in den jeweiligen Abrichtstufen gemäß der Anzahl der Poliervorgänge stark verändert. Daher ist es ungünstig, die Kontaktverhältnisse als Daten zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe 16 angeben. Dies wird Gegenstand einer künftigen Studie sein.
Es ist zu beachten, dass das Kontaktverhältnis ein Verhältnis ”einer tatsächlichen Kontaktfläche in dem erhaltenen Kontaktbild (eine Gesamtfläche der Kontaktteile, die in dem Kontaktbild beobachtet werden)” zu ”einer sichtbaren Kontaktfläche (einer Fläche des beobachteten Kontaktbildes)” bedeutet. Ein Arithmetikbereich (nicht gezeigt) berechnet das Kontaktverhältnis durch Binarisieren von Pixeln des Kontaktbildes, das durch den Lichtaufnahmebereich 72 erfasst wird, in Schwarz oder Weiß und durch Berechnen eines Schwarz/Weiß-Verhältnisses der binarisierten Bilddaten.

Die 14 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (Zwischenräume der Kontaktpunkte) der Polierscheibe 16. TABELLE 5 zeigt konkrete Messwerte. TABELLE 5

ANZAHL DER ABRICHT- ODER POLIERVORGÄNGE	ZWISCHENRAUM DER KONTAKTPUNKTE μm
#80 ABRICHTEN	477
EINMAL POLIERT	441
ZWEIMAL POLIERT	479
#500 ABRICHTEN	398
DREIMAL POLIERT	414
VIERMAL POLIERT	371
#1000 ABRICHTEN	366
FÜNFMAL POLIERT	390
SECHSMAL POLIERT	368

Wie dies in der 14 und der TABELLE 5 gezeigt ist, hat sich in den jeweiligen Abrichtstufen gemäß der Anzahl der Poliervorgänge der Zwischenraum der Kontaktpunkte stark verändert. Daher ist es ungünstig, den Zwischenraum der Kontaktpunkte als Daten zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe 16 angeben.

Die 15 zeigt eine grafische Darstellung einer Beziehung zwischen Partikelgrößen der Abrichtschleifsteine und Messergebnissen der Oberflächeneigenschaften (räumliche FFT-Analyse) der Polierscheibe 16. TABELLE 6 zeigt konkrete Messwerte. TABELLE 6

ANZAHL DER ABRICHT- ODER POLIERVORGÄNGE	RÄUMLICHE FFT-ANALYSE μm
#80 ABRICHTEN	60,7
EINMAL POLIERT	70,6
ZWEIMAL POLIERT	66,0
#500 ABRICHTEN	75,8
DREIMAL POLIERT	60,5
VIERMAL POLIERT	61,2
#1000 ABRICHTEN	84,8
FÜNFMAL POLIERT	96,7
SECHSMAL POLIERT	69,4

Wie dies in der 15 und der TABELLE 6 gezeigt ist, hat sich in den jeweiligen Abrichtstufen gemäß der Anzahl der Poliervorgänge die räumliche FFT-Analyse stark verändert. Daher ist es ungünstig, die räumliche FFT-Analyse als Daten zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe 16 angeben.
Es ist zu beachten, dass FFT eine Abkürzung von Fast-Fourier-Transformation ist, die allgemein verwendet wird, um Frequenzkomponenten von schwankenden Signalen hinsichtlich einer Zeitachse zu erfahren. Andererseits bedeutet die räumliche FFT-Analyse eine Analyseart zum Erfahren, welche räumlichen Frequenzkomponenten in einem Zielbild enthalten sind. Es kann nämlich als eines der Verfahren zum quantitativen Auswerten von Zwischenräumen zwischen den Kontaktpunkten betrachtet werden, die in dem Kontaktbild vorhanden sind, welches in verschiedenen Abrichtzuständen erhalten wird. Wenn zum Beispiel die Zwischenräume zwischen den Kontaktpunkten groß sind, bedeutet dies, dass die räumliche Frequenz klein ist. Infolgedessen konzentriert sich ein Spektrum, das aus der räumlichen FFT-Analyse erhalten wird, auf eine Mittelfrequenz (= 0), so dass eine Halbwertsbreite der spektralen Wellenlänge klein wird. Daher wird eine räumliche Wellenlänge groß, die ein Kehrwert der Halbwertsbreite ist. Der Arithmetikbereich berechnet die Halbwertsbreite durch Binarisieren des Kontaktbildes, das durch den Lichtaufnahmebereich 72 erfasst wird, in Schwarz oder Weiß und durch räumliche FFT-Analyse der binarisierten Bilddaten.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ist es günstig, die Anzahl der Kontaktpunkte als Daten zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften der abgerichteten Polierscheibe 16 angeben. Des Weiteren ist eine lineare Korrelation zwischen der Anzahl der Kontaktpunkte und den Polierraten der abgerichteten Polierscheibe 16 vorhanden, so dass es günstig ist, die Anzahl der Kontaktpunkte als Daten zu verwenden, die die Oberflächeneigenschaften der abgerichteten Polierscheibe 16 angeben.
Es ist zu beachten, dass die vorstehend beschriebene Weise zum Messen der Anzahl der Kontaktpunkte keine Weise zum direkten Messen der Anzahl der Kontaktpunkte zwischen dem Werkstück 20 und der Polierscheibe 16 ist. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wurde jedoch die Anzahl der Kontaktpunkte in einem Zustand gemessen, in dem das Dove-Prisma auf die Polierscheibe 16 mit einer vorgeschriebenen Druckkraft gedrückt wurde, so dass die Anzahl erhalten wurde, die ungefähr gleich der tatsächlichen Anzahl der Kontaktpunkte zwischen dem Werkstück 20 und der Polierscheibe 16 ist. Daher haben die gemessenen Anzahlen in geeigneter Weise die Zustände des Werkstücks 20 reflektiert, das poliert wurde.
Bei dem in der Patentdruckschrift 1 (d. h. der japanischen Patentoffenlegungsschrift JP 2001 260001 ) offenbarten Verfahren wird die Oberflächeneigenschaft der abgerichteten Polierscheibe durch eine kontaktlose Weise gemessen, so dass ein tatsächlicher Kontaktstatus zwischen dem Werkstück und der Polierplatte nicht in Erfahrung gebracht werden kann.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, können die Korrelationsdaten erhalten werden, die die Korrelation zwischen den Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe, die vorher in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wurde, und den Polierwirkungen des Werkstücks angeben, das durch die Polierscheibe in vielen der Abrichtungszustandsstufen poliert wird.
Wie dies in der 16 gezeigt ist, werden die erhaltenen Korrelationsdaten im Voraus als eine Datenbank der Polierzustände und der Abrichtungszustände festgelegt (die Beziehung zwischen den Abrichtschleifsteinen und der Anzahl der Kontaktpunkte).
Die Patentdruckschrift 1 (d. h. die japanische Patentoffenlegungsschrift JP 2001 260001 ) beschreibt, dass ebene Teile durch Zusetzen gebildet werden, was durch den Polierbetrieb verursacht wird, und der Kontaktflächenanteil vergrößert sich. Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel werden jedoch die Anzahl der Kontaktpunkte und das Kontaktverhältnis beim Fortschreiten des Polierens reduziert. Hinsichtlich der Anzahl der Kontaktpunkte und des Kontaktverhältnisses wird daher angenommen, dass ebene Teile, die durch Zusetzen gebildet werden, keinen schlechten Einfluss haben, und dass eine Funktion zum einfachen Drücken der Oberfläche der Polierscheibe 16 gegen das Werkstück 20 abgeschwächt wird (zum Beispiel eine Funktion einer Flexibilität der Polierscheibe 16, die die Polierscheibe 16 zu dem Werkstück 20 hin vorspannt und dieselbe mit dem Werkstück 20 in Kontakt bringt, wenn die Oberfläche der Polierscheibe 16 auf das Werkstück 20 gedrückt wird).
Die in der Patentdruckschrift 1 beschriebene Oberflächeneigenschaft ist nämlich eine Ebenheit der Polierscheibe, während das Werkstück poliert wird, und die Daten der Ebenheit unterscheiden sich von den Daten der Oberflächeneigenschaft (d. h. die Anzahl der Kontaktpunkte und das Kontaktverhältnis) des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels. Falls bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel die Daten der in der Patentdruckschrift 1 beschriebenen Oberflächeneigenschaft verwendet werden, ist es schwierig, die Verfahren bezüglich der vorliegenden Erfindung auszuführen.
Als nächstes wird der Schritt zum Polieren des Werkstücks 20 beschrieben. Die 17 zeigt ein Flussdiagramm zum Abrichten der Polierscheibe und zum Polieren des Werkstücks 20. Zunächst wird ein Startschalter (nicht gezeigt) des Poliergerätes gedrückt, um zu starten (Schritt S1).
<Schritt (B) zum Abrichten der Polierscheibe>
Als nächstes werden Polierzustände eingegeben (Schritt S2). Zum Beispiel werden ein Material des zu polierenden Werkstücks (zum Beispiel Saphir), eine Größe des Werkstücks und eine Polierlast (zum Beispiel eine niedrige Last von 30 kPa) eingegeben. Des Weiteren wird ebenfalls eine Zielpolierrate (zum Beispiel 5,0) eingegeben.
Wenn die Polierzustände einschließlich der Zielpolierrate eingegeben sind, wird ein angenommener Abrichtungszustand, der eine Zielpolierwirkung (zum Beispiel 5,0) erreichen kann, aus den Korrelationsdaten bestimmt. Zum Beispiel wird ”#1000 ABRICHTEN” aus den Korrelationsdaten der TABELLEN 1 und 2 als der angenommene Abrichtungszustand ausgewählt, da die entsprechende Polierrate wie zum Beispiel 5,28 nahe der Zielpolierwirkung ist.
Die Polierscheibe 16 wird in den bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand vor dem Schritt zum Polieren des Werkstücks 20 abgerichtet (Schritt S3).
Durch Durchführen dieses Abrichtungsschrittes wird angenommen, dass die Oberflächeneigenschaft (die Anzahl der Kontaktpunkte) der Polierscheibe 16 43,5 beträgt.
<Schritt (C) zum Polieren des Werkstücks>
Nach dem Abrichten der Polierscheibe 16 wird das Werkstück 20 poliert (Schritt S4).
Falls kein zu polierendes Werkstück vorhanden ist, nachdem das Werkstück 20 poliert wurde (Schritt S5), wird das Polieren abgeschlossen (Schritt S6).
<Schritt (D) zum Reinigen der Polierscheibe>
Falls ein anderes Werkstück vorhanden ist, das fortlaufend zu polieren ist (Schritt S5), wird die Polierscheibe 16 gereinigt (Schritt S7).
<Schritt (E) zum Messen der Oberflächeneigenschaft>
Als nächstes wird eine Oberflächeneigenschaft (d. h. eine Anzahl der Kontaktpunkte) der gereinigten Polierscheibe 16 durch die Weise gemessen, die vorstehend beschrieben ist (Schritt S8).
<Schritt (F) zum erneuten Abrichten>
Falls die gemessene Oberflächeneigenschaft (die Anzahl der Kontaktpunkte) gleich oder größer als ein eingestellter Wert ist (zum Beispiel 41,3, was angesichts der Messfehler und einer Verschlechterung um 5% bestimmt wird, die durch Verschleiß verursacht wird), liegt die gemessene Oberflächeneigenschaft innerhalb der eingestellten Daten, wobei die Polierscheibe 16 zum Polieren des nächsten Werkstückes fortlaufend verwendet wird (Schritt S4). Falls die gemessene Oberflächeneigenschaft schlechter ist als der eingestellte Wert, wird die Polierscheibe 16 in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut abgerichtet (Schritt S3), und dann wird das Werkstück 20 poliert (Schritt S4).
Es ist zu beachten, dass, falls die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 durch das Abrichten der Polierscheibe 16 nicht wiederhergestellt wird, nachdem die Polierscheibe 16 in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut abgerichtet wurde, die Polierscheibe 16 gereinigt wurde und ihre Oberflächeneigenschaft gemessen wurde, es vorzuziehen ist, die Polierscheibe auszutauschen.
Durch Erhöhen der Anzahl der Zustände in den jeweiligen Abrichtungszustandsstufen können die Korrelationsdaten verdichtet werden, so dass hochgenaue Korrelationsdaten erhalten werden können. Somit kann die Anzahl der Stufen (die Anzahl der Arten der Abrichtschleifsteine) vergrößert werden, oder es können neue Zustände hinzugefügt werden (zum Beispiel eine Andrückzeit des Abrichtkopfes, dessen Druckkraft).
Des Weiteren können fehlende Teile der Korrelationsdaten durch einen Näherungsausdruck ergänzt werden, der aus den Korrelationsdaten berechnet wird.
Die 18 zeigt ein anderes Flussdiagramm zum Austauschen der Polierscheibe 16.
Nach dem Messen der Oberflächeneigenschaft (der Anzahl der Kontaktpunkte) der Polierscheibe 16 bei dem Schritt S8 wird eine Lebensdauerbestimmung der Polierscheibe 16 durchgeführt (Schritt S9). Zum Beispiel in einem Fall, dass die Lebensdauerbestimmung auf der Grundlage der Anzahl der Poliervorgänge des Werkstücks 20 durchgeführt wird, falls die Anzahl der Poliervorgänge des Werkstücks 20 größer ist als eine vorbestimmte Zahl, wird bestimmt, dass die Lebensdauer der Polierscheibe 16 abgelaufen ist und dass sie durch eine neue auszutauschen ist (Schritt S10). Falls die Polierscheibe 16 ausgetauscht wurde, wird die neue Polierscheibe 16 in dem angenommenen Abrichtungszustand abgerichtet (Schritt S3), und dann wird das Werkstück 20 durch die Polierscheibe 16 poliert (Schritt S4). Falls die Anzahl der Poliervorgänge des Werkstücks 20 kleiner ist als die vorbestimmte Zahl, wird die Polierscheibe 16 abgerichtet (Schritt S3), und das Polieren des Werkstücks 20 wird fortgesetzt (Schritt S5).
Das Polieren des Werkstücks 20 und das Abrichten der Polierscheibe 16 können gemäß der vorstehenden Beschreibung durchgeführt werden.
Das gegenwärtige Ausführungsbeispiel wird durch die folgenden Schritte durchgeführt: Vorheriges Erhalten der Korrelationsdaten zwischen den Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe 16, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und den Polierwirkungen des Werkstücks 20, das durch die Polierscheibe 16 poliert wird, die in den Abrichtungszuständen abgerichtet wird; Bestimmen des angenommenen Abrichtungszustands, der die Zielpolierwirkung erreichen kann, aus den Korrelationsdaten; Abrichten der Polierscheibe 16 in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand; Polieren des Werkstücks 20 nach dem Durchführen des Abrichtungsschrittes; Reinigen der Polierscheibe, die zum Polieren des Werkstücks 20 verwendet wurde, nachdem der Polierschritt durchgeführt wurde; und Messen der Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe 16 nach dem Durchführen des Reinigungsschrittes, so dass die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 korrekt erfasst werden kann, ohne dass dies durch Polierstaub, etc. beeinträchtigt wird, und ein hochgenaues Abrichten durchgeführt werden kann. Da des Weiteren die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 innerhalb den eingestellten Daten gesteuert wird, die die vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, kann das Werkstück 20 genau poliert werden.
Ein Polierstatus des Werkstücks 20 wird auf der Grundlage der Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 gesteuert, die in einfacher Weise gemessen werden kann, ohne dass eine Polierrate des Werkstücks 20 verwendet wird, so dass das Polieren in einfacher Weise gesteuert werden kann.
Durch Erhalten der Korrelationsdaten als viele Stufen von Kombinationsdaten der Abrichtungszustände und der Polierzustände können tatsächliche Abrichtungszustände und Polierzustände genau bestimmt werden, so dass die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 ausgezeichnet aufrechterhalten werden kann. Daher kann das Werkstück 20 genau poliert werden.
Falls die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 als die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen dem Dove-Prisma und der Polierscheibe 16 in jenem Zustand angegeben wird, in dem das Dove-Prisma auf die Polierscheibe 16 mit der vorgeschriebenen Druckkraft gedrückt wird, wird die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen dem Werkstück 20 und der Polierscheibe 16 nicht direkt gemessen, aber die Anzahl der Kontaktpunkte kann erhalten werden, die ungefähr gleich der direkt gemessenen Anzahl ist, so dass der Status des polierten Werkstücks 20 in geeigneter Weise erhalten werden kann.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist zu beachten, dass die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 durch die Anzahl der Kontaktpunkte angegeben wird. Des Weiteren kann die Oberflächeneigenschaft durch eine Neigung (Ebenheit) der Oberfläche von dem Mittelteil der Polierscheibe 16 zu ihrem Außenkantenteil angegeben werden.
Durch Schwenken des Abrichtkopfes 30 zwischen dem Mittelteil der Polierscheibe 16 und deren Außenkantenteil mit einer festen Geschwindigkeit wird eine Größe zum Abrichten des Mittelteils üblicherweise größer als jene des Abrichtens des Außenkantenteils aufgrund einer Kontaktlänge zwischen dem Abrichtschleifstein und der Polierscheibe 16, so dass eine Oberflächenform (Oberflächeneigenschaft) der Polierscheibe 16 mörserförmig ausgebildet wird.
Das Steuern der Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe 16 hängt von den Abrichtungszuständen ab, zum Beispiel die Schwenkgeschwindigkeit des Schwenkarms 28 (feste Geschwindigkeit oder variable Geschwindigkeit), die Drehzahl des Abrichtkopfes 30, die Druckkraft des Abrichtkopfes 30, die auf die Polierscheibe 16 aufgebracht wird, die Drehzahl der Polierplatte 12.
Des Weiteren wird die Druckkraft des Abrichtkopfes 30, die auf den Außenkantenteil der Polierscheibe 16 aufgebracht wird, gemäß einer Größe eines Versatzes des Abrichtkopfes 30 (des Abrichtschleifsteins) in dem Außenkantenteil der Polierscheibe 16 verändert (eine Größe, mit der der geschwenkte Abrichtkopf 30 von der Außenkante der Polierscheibe 16 nach außen vorsteht), so dass eine Oberflächenform des Außenkantenteils der Polierscheibe 16 verändert wird.
Das Steuern der Oberflächeneigenschaft (Oberflächenform) kann durch ein Verfahren durchgeführt werden, das in dem japanischen Patent JP 4358763 offenbart ist.
Auch in diesem Fall können das Polieren des Werkstücks 20 und das Abrichten der Polierscheibe 16 in geeigneter Weise durchgeführt werden, indem im Voraus die Korrelationsdaten zwischen den Oberflächeneigenschaften (Oberflächenformen) der Polierscheibe 16, die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und den Polierwirkungen des Werkstücks 20 erhalten werden, die durch die Polierscheibe 16 poliert wird, die in den Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird.
Alle Beispiele und Bedingungen, die hier beschrieben sind, sollen dem Lerneffekt dienen, um dem Leser beim Verständnis der Erfindung und der Konzepte zu unterstützen, die durch den Erfinder zur Erweiterung des Standes der Technik beigetragen wurden, und sie sollen so verstanden werden, dass sie keine Beschränkung auf derart speziell beschriebene Beispiele und Bedingungen darstellen, und die Organisation von derartigen Beispielen in der Beschreibung soll sich auch nicht auf die Darstellung einer Überlegenheit oder Unterlegenheit der Erfindung beziehen. Auch wenn die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Einzelnen beschrieben wurden, sollte klar sein, dass vielfältige Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen geschaffen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2001260001 [0006, 0102, 0105]
JP 2010228058 [0051]
JP 5366041 [0072, 0073, 0077]
JP 536604 [0083]
JP 4358763 [0131]

Claims

Verfahren zum Polieren eines Werkstücks (20), mit den folgenden Schritten: Drücken eines Werkstücks (20) auf eine Polierscheibe (16) einer sich drehenden Polierplatte (12); Polieren einer Oberfläche des Werkstücks (20) unter Zufuhr einer Polierflüssigkeit zu der Polierscheibe (16); und Hin- und Herbewegen eines Abrichtkopfes (30), der einen Abrichtschleifstein hat, an der Polierscheibe (16), um so eine Oberfläche der Polierscheibe (16) mit dem Abrichtschleifstein (42, 50) nach dem Polierschritt abzurichten, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe (16), die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen des Werkstücks (20), das durch die in den Abrichtungszuständen abgerichtete Polierscheibe (16) poliert wird; Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung erreichen kann, aus den Korrelationsdaten; Abrichten der Polierscheibe (16) in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand; Polieren des Werkstücks (20); Reinigen der Polierscheibe (16), die zum Polieren des Werkstücks (20) verwendet wurde; und Messen einer Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe (16), und wobei das Verfahren des Weiteren dadurch gekennzeichnet ist, dass, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) innerhalb eingestellten Daten ist, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Polieren des Werkstücks (20) durchgeführt wird, und falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) schlechter als die eingestellten Daten ist, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe (16) in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe (16) ausgetauscht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1, des Weiteren mit den folgenden Schritten: Reinigen der Polierscheibe (16) nach einem erneuten Abrichten der Polierscheibe (16) in dem angenommenen Abrichtungszustand; und Messen der Oberflächeneigenschaft der gereinigten Polierscheibe (16), wobei, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) innerhalb eingestellten Daten ist, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Polieren des Werkstücks (20) durchgeführt wird, und falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) schlechter als die eingestellten Daten ist, die Polierscheibe (16) ausgetauscht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Abrichtschleifstein durch viele Abrichtschleifsteine (42, 50) gebildet ist, deren durchschnittliche Partikelgrößen voneinander unterschiedlich sind, und die vielen Abrichtungszustandsstufen die vielen Abrichtschleifsteine verwenden.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die Abrichtungszustände des Weiteren jeweils zumindest eine Änderung von Folgendem aufweisen: eine Druckkraft, die auf die Polierscheibe (16) durch den Abrichtkopf (30) aufgebracht wird; eine Geschwindigkeit zum Hin- und Herbewegen des Abrichtkopfes (30) in einer radialen Richtung der Polierplatte (12); eine Drehzahl des Abrichtkopfes (30), der sich um eine Achse dreht; eine Zeit zum Abrichten der Polierscheibe (16), und eine Drehzahl der Polierplatte (12).
Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, wobei, falls die Polierscheibe (16) durch den Abrichtschleifstein (50) abgerichtet wird, der eine kleine durchschnittliche Partikelgröße hat, die Polierscheibe (16) vorher durch den Abrichtschleifstein (42) abgerichtet wird, dessen durchschnittliche Partikelgröße größer ist als die kleine durchschnittliche Partikelgröße.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei viele Arten an Schleifsteinen (42, 50), an denen Schleifpartikel mit unterschiedlichen durchschnittlichen Partikelgrößen befestigt sind, an einer Bodenfläche des Abrichtkopfes (30) vorgesehen und in einer Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet sind.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei viele Arten an Schleifsteinen (42, 50) aus der Bodenfläche des Abrichtkopfs (30) durch Luftdruck vorgeschoben und in diese zurückgezogen werden können.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei viele Polierzustände enthalten sind, die viele Stufen zum Drücken des Werkstücks (20) auf die Polierscheibe (16) mit unterschiedlichen Polierdrücken enthalten, wenn die Korrelationsdaten erhalten werden.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) durch die folgenden Schritte gemessen wird: Setzen eines Prismas, das eine Kontaktfläche, eine Lichteinfallsfläche, um das Licht zum Eintreten in die Kontaktfläche zu veranlassen, und eine Beobachtungsfläche hat, auf die Polierfläche der Polierscheibe (16) in einem Zustand, in dem die Kontaktfläche mit der Polierfläche in Kontakt ist; Aufbringen einer vorbeschriebenen Druckkraft auf das Prisma, das auf die Polierfläche gesetzt wurde, um so die Polierfläche der Polierscheibe (16) durch die Kontaktfläche zu drücken; Totalreflexion eines gebrochenen Lichtes an der Kontaktfläche entsprechend einem ausgesparten Teil der Polierscheibe, der mit der Kontaktfläche nicht in Kontakt ist, und Reflektieren eines Reflexionslichtes, das durch Brechen der Totalreflexion erzeugt wird, an der Kontaktfläche entsprechend einem vorstehenden Teil der Polierscheibe, der mit der Kontaktfläche in Kontakt ist, wenn das Licht in die Lichteinfallsfläche eintritt und das gebrochene Licht an der Kontaktfläche reflektiert wird; Aufnehmen der Reflexionslichter, die aus der Beobachtungsfläche des Prismas austreten, durch einen Lichtaufnahmebereich; und Beobachten eines Oberflächenzustands der Polierfläche auf der Grundlage der aufgenommenen Lichter.
Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei das Prisma ein Dove-Prisma ist.
Verfahren gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei ein Kontaktbild, das durch den Lichtaufnahmebereich erfasst wird, in Schwarz oder Weiß binarisiert wird, und die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) unter Verwendung einer Anzahl an Kontaktpunkten pro Flächeneinheit gemessen wird, was aus dem binarisierten Bild berechnet wird, das durch den Binarisationsprozess erhalten wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) ein Neigungswinkel der Oberfläche von einem mittleren Teil zu einem Außenkantenteil ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Polierwirkung des Werkstücks (20) eine Polierrate des Werkstücks (20) ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Polierschritt und der Abrichtungsschritt jeweils durch unterschiedliche Einheiten durchgeführt werden.
Verfahren zum Abrichten einer Polierscheibe (16), mit den folgenden Schritten: Drücken eines Werkstücks (20) auf eine Polierscheibe (16) einer sich drehenden Polierplatte (12); Polieren einer Oberfläche des Werkstücks (20) unter Zufuhr einer Polierflüssigkeit zu der Polierscheibe (16); und Hin- und Herbewegen eines Abrichtkopfes (30), der einen Abrichtschleifstein (42, 50) hat, an der Polierscheibe (16), um so eine Oberfläche der Polierscheibe (16) mit dem Abrichtschleifstein (42, 50) nach dem Polierschritt abzurichten, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Vorheriges Erhalten von Korrelationsdaten zwischen Oberflächeneigenschaften der Polierscheibe (16), die in vielen Abrichtungszustandsstufen abgerichtet wird, und Polierwirkungen des Werkstücks (20), das durch die in den Abrichtungszuständen abgerichtete Polierscheibe (16) poliert wird; Bestimmen eines angenommenen Abrichtungszustands, der eine Zielpolierwirkung reproduzieren kann, aus den Korrelationsdaten; und Abrichten der Polierscheibe (16) in dem bestimmten, angenommenen Abrichtungszustand, und wobei das Verfahren des Weiteren dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) gemessen wird, und, falls die gemessene Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) schlechter als eingestellte Daten ist, die eine vorbestimmte Oberflächeneigenschaft angeben, der Schritt zum Abrichten der Polierscheibe (16) in dem angenommenen Abrichtungszustand erneut durchgeführt wird oder die Polierscheibe (16) ausgetauscht wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei die Oberflächeneigenschaft der Polierscheibe (16) durch die folgenden Schritte gemessen wird: Setzen eines Prismas, das eine Kontaktfläche, eine Lichteinfallsfläche, um ein Licht zum Eintreten in die Kontaktfläche zu veranlassen, und eine Beobachtungsfläche hat, auf die Polierfläche der Polierscheibe (16) in einem Zustand, in dem die Kontaktfläche mit der Polierfläche in Kontakt ist; Aufbringen einer vorgeschriebenen Druckkraft auf das Prisma, das auf die Polierfläche gesetzt wurde, um so die Polierfläche der Polierscheibe (16) durch die Kontaktfläche zu drücken; Totalreflexion eines gebrochenen Lichtes an der Kontaktfläche entsprechend einem ausgesparten Teil der Polierscheibe, der mit der Kontaktfläche nicht in Kontakt ist, und Reflektieren eines Reflexionslichtes, das durch Brechen der Totalreflexion erzeugt wird, an der Kontaktfläche entsprechend einem vorstehenden Teil der Polierscheibe, der mit der Kontaktfläche in Kontakt ist, wenn das Licht in die Lichteinfallsfläche eintritt und das gebrochene Licht an der Kontaktfläche reflektiert wird; Aufnehmen der Reflexionslichter, die aus der Beobachtungsfläche des Prismas austreten, durch einen Lichtaufnahmebereich; und Beobachten eines Oberflächenzustands der Polierfläche auf der Grundlage der aufgenommenen Lichter.
Verfahren gemäß Anspruch 15 oder 16, wobei die Abrichtungszustände drei Zustandsstufen oder mehr enthalten.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei der Abrichtschleifstein durch viele Abrichtschleifsteine (42, 50) gebildet ist, deren Partikelgrößen sich voneinander unterscheiden, die vielen Abrichtungszustandsstufen die vielen Abrichtschleifsteine verwenden, und, falls die Polierscheibe (16) durch den Abrichtschleifstein (50) mit einer kleinen durchschnittlichen Partikelgröße abgerichtet wird, wird der Schleifstein (16) vorher durch den Abrichtschleifstein (52) abgerichtet, dessen durchschnittliche Partikelgröße größer ist als die kleine durchschnittliche Partikelgröße.