JP2018202491A5 - - Google Patents

Description

本発明は、エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重と、該エアシリンダに供給される気体の圧力との関係を決定する方法および該関係を決定するプログラムに関するものである。

ドレッシング中、研磨パッドの研磨面はドレッサによって削り取られる。ドレッサの研磨パッドに対する押圧力、すなわち、エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重は研磨パッドの寿命に大きな影響を与える。したがって、このドレッサの荷重を正確に制御することが必要とされる。

一態様は、エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重と、該エアシリンダに供給される気体の圧力との関係を決定する方法であって、上下動可能なドレッサ駆動軸に取り付けられた荷重測定器を前記エアシリンダによって下降させて、該荷重測定器を研磨テーブルに接触させ、前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記荷重測定器を下降させたときに前記エアシリンダに供給される気体の圧力との関係に基づいて、前記荷重測定器が前記研磨テーブルに接触した第１接触点を決定し、前記第１接触点にある前記荷重測定器を前記研磨テーブルに押し付けて、前記荷重測定器に作用する荷重を所定の荷重範囲内で変化させながら、前記荷重測定器に作用する荷重と前記気体の圧力とを測定し、前記測定された荷重と圧力との関係を示す二次関数からなる関係式を算出し、前記荷重測定器の代わりに前記ドレッサを前記ドレッサ駆動軸に取り付け、かつ前記研磨テーブルの上面に研磨パッドを取り付けて、前記ドレッサが該研磨パッドの研磨面に接触した第２接触点を決定し、前記第１接触点での気体の圧力と前記第２接触点での気体の圧力とから補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて前記関係式を補正することを特徴とする。

好ましい態様は、前記第１接触点を決定する工程は、前記エアシリンダに供給される気体の圧力を変えながら、前記荷重測定器の所定位置からの下降距離を複数回測定し、前記測定された荷重測定器の下降距離と、前記下降距離に対応する前記気体の圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点を、測定開始直後のデータ点を含む非接触側グループと、測定終了直前のデータ点を含む接触側グループとに分割し、前記非接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第１の回帰直線を決定し、前記接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第２の回帰直線を決定し、前記第１の回帰直線と前記第２の回帰直線との交点を求めて、前記交点を前記第１接触点に決定することを特徴とする。

好ましい態様は、前記関係式を補正する工程は、前記算出された補正量を前記測定された圧力に加算し、前記補正量が加算された圧力と前記補正量が加算された圧力の気体を前記エアシリンダに供給したときに前記ドレッサに作用する荷重とを測定し、前記補正量が加算された圧力と、前記圧力に対応する前記測定された荷重とから特定される座標系上の複数のデータ点に回帰分析を実行して二次関数からなる新たな関係式を算出し、前記関係式を前記新たな関係式に補正することを特徴とする。

他の態様は、エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重と、該エアシリンダに供給される気体の圧力との関係を決定するプログラムであって、上下動可能なドレッサ駆動軸に取り付けられた荷重測定器を下降させて、該荷重測定器を研磨テーブルに接触させる動作を前記エアシリンダに実行させ、前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記荷重測定器を下降させたときに前記エアシリンダに供給される気体の圧力との関係に基づいて、前記荷重測定器が前記研磨テーブルに接触した第１接触点を決定し、前記第１接触点にある前記荷重測定器を前記研磨テーブルに押し付けて、前記荷重測定器に作用する荷重を所定の荷重範囲内で変化させながら、測定された前記荷重測定器に作用する荷重と前記気体の圧力とに基づいて、前記測定された荷重と圧力との関係を示す二次関数からなる関係式を算出し、前記荷重測定器の代わりに前記ドレッサ駆動軸に取り付けられた前記ドレッサが前記研磨テーブルの上面に取り付けられた研磨パッドの研磨面に接触した第２接触点を決定し、前記第１接触点での気体の圧力と前記第２接触点での気体の圧力とから補正量を算出し、前記算出された補正量に基づいて前記関係式を補正する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

好ましい態様は、前記第１接触点を決定する工程は、前記エアシリンダに供給される気体の圧力を変えながら、複数回測定された前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記下降距離に対応する前記気体の圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点を、測定開始直後のデータ点を含む非接触側グループと、測定終了直前のデータ点を含む接触側グループとに分割し、前記非接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第１の回帰直線を決定し、前記接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第２の回帰直線を決定し、前記第１の回帰直線と前記第２の回帰直線との交点を求めて、前記交点を前記第１接触点に決定することを特徴とする。

ドレッサ駆動軸３２にはロードセル（内部荷重測定器または内部ロードセル）４５が取り付けられている。このロードセル４５によって、ドレッサ３１の研磨パッド１０に対する押圧力、すなわち、エアシリンダ３６により加えられるドレッサ３１の荷重が間接的に測定される。

電空レギュレータ４０に隣接して、エアシリンダ３６に供給される空気の流路を開閉する電磁弁１２１が設けられている。この電磁弁１２１は、エアシリンダ３６と電空レギュレータ４０との間に配置されており、電空レギュレータ４０は、電磁弁１２１を介してエアシリンダ３６に接続されている。空気のエアシリンダ３６への供給、すなわち、エアシリンダ３６によるドレッサ駆動軸３２の上下動は、電磁弁１２１の開閉によって制御される。つまり、電磁弁１２１は、その開閉によって電空レギュレータ４０によって調整された圧力の空気の通過を許容または遮断する。

実行される回帰分析の対象となるデータ点の数は任意に決定されるが、より多くのデータ点に基づいて回帰分析を実行することにより、回帰分析の精度を向上させることができる。

その後、圧力ｍａｘと圧力ｍｉｎとの差分を定数Ａで除算した数値を圧力ｍｉｎに加えたときの圧力を求め、この時点でのロードセル１４５の荷重を測定する（第３の測定点ＭＰ３）。第３の測定点ＭＰ３における圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）で表される。

次いで、圧力ｍａｘと圧力ｍｉｎとの差分を定数Ｂで除算した数値を第３の測定点ＭＰ３における圧力に加えたときの圧力を求め、この時点でのロードセル１４５の荷重を測定する（第４の測定点ＭＰ４）。第４の測定点ＭＰ４における圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）で表される。

次いで、圧力ｍａｘと圧力ｍｉｎとの差分を定数Ｃで除算した数値を第４の測定点ＭＰ４における圧力に加えたときの圧力を求め、この時点でのロードセル１４５の荷重を測定する（第５の測定点ＭＰ５）。第５の測定点ＭＰ５における圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｃ）で表される。

次いで、圧力ｍａｘと圧力ｍｉｎとの差分を定数Ｄで除算した数値を第５の測定点ＭＰ５における圧力に加えたときの圧力を求め、この時点でのロードセル１４５の荷重を測定する（第６の測定点ＭＰ６）。第６の測定点ＭＰ６における圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｃ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｄ）で表される。

図６のステップ６に示すように、コンピュータ９０の演算部９２は、関係式（より具体的には、回帰式）が所定のテストに合格するか否かについて判定する。この判定方法は、次の通りである。エアシリンダ３６に供給される空気の圧力とロードセル１４５の荷重とを実際に測定する。演算部９２は、実測値と、回帰式によって算出される数値とを比較して、実測値と回帰式から算出される数値との残差が所定の範囲内にあるか否かを判断する。一実施形態では、実測値は、回帰式を算出する際に特定されたデータ点以外の数値である。

同様に、圧力ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）に補正量ΔＰを加算して、補正量ΔＰが加算された圧力と補正量ΔＰが加算された圧力の空気をエアシリンダ３６に供給したときにドレッサ３１に作用する荷重とを測定する。この時点での圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋ΔＰで表される。

以下、同様の方法により、圧力に補正量ΔＰを加算して、補正量ΔＰが加算された圧力と補正量ΔＰが加算された圧力の空気をエアシリンダ３６に供給したときにドレッサ３１に作用する荷重とを測定する。これらの時点での圧力は、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）＋ΔＰ、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｃ）＋ΔＰ、ｍｉｎ＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ａ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｂ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｃ）＋（（ｍａｘ−ｍｉｎ）／Ｄ）＋ΔＰ、ｍａｘ＋ΔＰで表される。

図６のステップ１０に示すように、コンピュータ９０の演算部９２は、この補正関係式が所定のテストに合格するか否かについて判定する。この判定は、上述した判定方法と同様の方法で行われる。すなわち、コンピュータ９０の演算部９２は、補正関係式によって算出される数値と実測値とを比較して、補正関係式から算出される数値と実測値との残差が所定の範囲内にあるか否かを判断する。

Claims (8)

1. エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重と、該エアシリンダに供給される気体の圧力との関係を決定する方法であって、
   上下動可能なドレッサ駆動軸に取り付けられた荷重測定器を前記エアシリンダによって下降させて、該荷重測定器を研磨テーブルに接触させ、
   前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記荷重測定器を下降させたときに前記エアシリンダに供給される気体の圧力との関係に基づいて、前記荷重測定器が前記研磨テーブルに接触した第１接触点を決定し、
   前記第１接触点にある前記荷重測定器を前記研磨テーブルに押し付けて、前記荷重測定器に作用する荷重を所定の荷重範囲内で変化させながら、前記荷重測定器に作用する荷重と前記気体の圧力とを測定し、
   前記測定された荷重と圧力との関係を示す二次関数からなる関係式を算出し、
   前記荷重測定器の代わりに前記ドレッサを前記ドレッサ駆動軸に取り付け、かつ前記研磨テーブルの上面に研磨パッドを取り付けて、前記ドレッサが該研磨パッドの研磨面に接触した第２接触点を決定し、
   前記第１接触点での気体の圧力と前記第２接触点での気体の圧力とから補正量を算出し、
   前記算出された補正量に基づいて前記関係式を補正することを特徴とする方法。
2. 前記第１接触点を決定する工程は、
   前記エアシリンダに供給される気体の圧力を変えながら、前記荷重測定器の所定位置からの下降距離を複数回測定し、
   前記測定された荷重測定器の下降距離と、前記下降距離に対応する前記気体の圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点を、測定開始直後のデータ点を含む非接触側グループと、測定終了直前のデータ点を含む接触側グループとに分割し、
   前記非接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第１の回帰直線を決定し、
   前記接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第２の回帰直線を決定し、
   前記第１の回帰直線と前記第２の回帰直線との交点を求めて、前記交点を前記第１接触点に決定することを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記関係式を算出する工程は、前記測定された荷重と圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点に回帰分析を実行して二次関数で表される回帰式を算出して、該回帰式を前記関係式に決定することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記関係式を補正する工程は、
   前記算出された補正量を前記測定された圧力に加算し、
   前記補正量が加算された圧力と前記補正量が加算された圧力の気体を前記エアシリンダに供給したときに前記ドレッサに作用する荷重とを測定し、
   前記補正量が加算された圧力と、前記圧力に対応する前記測定された荷重とから特定される座標系上の複数のデータ点に回帰分析を実行して二次関数からなる新たな関係式を算出し、
   前記関係式を前記新たな関係式に補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
5. エアシリンダにより加えられるドレッサの荷重と、該エアシリンダに供給される気体の圧力との関係を決定するプログラムであって、
   上下動可能なドレッサ駆動軸に取り付けられた荷重測定器を下降させて、該荷重測定器を研磨テーブルに接触させる動作を前記エアシリンダに実行させ、
   前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記荷重測定器を下降させたときに前記エアシリンダに供給される気体の圧力との関係に基づいて、前記荷重測定器が前記研磨テーブルに接触した第１接触点を決定し、
   前記第１接触点にある前記荷重測定器を前記研磨テーブルに押し付けて、前記荷重測定器に作用する荷重を所定の荷重範囲内で変化させながら、測定された前記荷重測定器に作用する荷重と前記気体の圧力とに基づいて、前記測定された荷重と圧力との関係を示す二次関数からなる関係式を算出し、
   前記荷重測定器の代わりに前記ドレッサ駆動軸に取り付けられた前記ドレッサが前記研磨テーブルの上面に取り付けられた研磨パッドの研磨面に接触した第２接触点を決定し、
   前記第１接触点での気体の圧力と前記第２接触点での気体の圧力とから補正量を算出し、
   前記算出された補正量に基づいて前記関係式を補正する処理をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
6. 前記第１接触点を決定する工程は、
   前記エアシリンダに供給される気体の圧力を変えながら、複数回測定された前記荷重測定器の所定位置からの下降距離と、前記下降距離に対応する前記気体の圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点を、測定開始直後のデータ点を含む非接触側グループと、測定終了直前のデータ点を含む接触側グループとに分割し、
   前記非接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第１の回帰直線を決定し、
   前記接触側グループに属する複数のデータ点に回帰分析を実行して一次関数で表される第２の回帰直線を決定し、
   前記第１の回帰直線と前記第２の回帰直線との交点を求めて、前記交点を前記第１接触点に決定することを特徴とする請求項５に記載のプログラム。
7. 前記関係式を算出する工程は、前記測定された荷重と圧力とから特定される座標系上の複数のデータ点に回帰分析を実行して二次関数で表される回帰式を算出して、該回帰式を前記関係式に決定することを特徴とする請求項５または６に記載のプログラム。
8. 前記関係式を補正する工程は、
   前記算出された補正量を前記測定された圧力に加算し、
   前記補正量が加算された圧力と、前記補正量が加算された圧力の気体を前記エアシリンダに供給したときに前記ドレッサに作用する荷重とから特定される座標系上の複数のデータ点に回帰分析を実行して二次関数からなる新たな関係式を算出し、
   前記関係式を前記新たな関係式に補正することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか一項に記載のプログラム。