(57)【要約】本発明は、適切な極性の最適なパルスの印加によって陰極堆積物の除去が完全に自動的に実行される電気化学的研磨方法、装置、及びコンピュータ・プログラムに関する。本方法は、ワークピースの研磨に先立って実行される第一の校正とワークピースの研磨中に実行される第二の校正とから決定された、電気化学的研磨中に電極表面から陰極堆積物を除去するために最適な逆極性パルスのパルス期間を確立し、作動パラメータの実際の値を監視することによってワークピースの研磨の制御を実行し、作動パラメータの実際の値をプリセット値と比較し、実際の値がプリセット値よりも大きい場合に、最適なパルス期間の逆極性パルスを印加する。装置４の研磨モードにおける作動は、プロセス制御手段Ｃによって制御される。装置４の電極洗浄モードにおける作動は、電極表面から陰極堆積物をリアルタイムに取り除くように構成された制御システムＣ２により制御される。
2005523173.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質内の導電性ワークピースと電極との間に、該ワークピースと該電極との間に該電解質で満たされた隙間を維持しながら１以上の単極性研磨極性電圧パルスが逆極性の電圧パルスと交互に並んだ双極性電気パルスを印加することによって、該ワークピースの電気化学的研磨中に該電極から陰極堆積物を除去するための最適なモードを決定する方法であって、
前記最適なモードについて前記逆極性パルスの最適な期間が選択され、
前記最適な期間は前記ワークピースの研磨に先立って実行される第一の校正と該ワークピースの研磨中に実行される第二の校正とから決定される、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法であって、
前記第一の校正は、当初はクリーンな金属表面上に生成された前記陰極堆積物の高さの範囲に対応した範囲の値を有する変数と前記表面から前記堆積物を取り除くのに必要な適切な逆極性パルスのパルス期間の範囲との間の相関関係を決定することを含む、ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２記載の方法であって、
前記第一の校正は、
単極性研磨パルスでサンプル群の研磨を実行して表面状態の範囲を得る工程と、
得られた表面状態を特徴付ける変数を割り当てる工程と、
１サンプルあたり１パルス期間を持つ逆極性パルスを印加して得られた表面状態を取り除く工程と、
前記変数と、前記サンプルから前記得られた表面状態を取り除くのに要した逆パルス期間との間の相関関係を校正する工程とを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記第二の校正は、
推測的に定義された条件が満たされるまで前記１以上の単極性研磨極性パルスを印加することによって前記ワークピースの研磨を実行し、前記電極の表面を第一の状態とする工程と、
前記第一の状態の電極表面を特徴付ける変数を割り当てる工程と、
前記第一の状態の電極表面を表す作動パラメータの第一の値を測定する工程と、
前記第一の校正から決定されたパラメータを持ち、前記第一の状態の電極表面に対応した逆極性パルスを印加して前記電極表面を第二の状態とする工程と、
前記第二の状態の電極表面を表す作動パラメータの第二の値を測定する工程と、
前記作動パラメータの第一及び第二の値に基づいて前記変数を校正する工程とを有する、ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれか一項記載の方法であって、
前記電極の表面状態を特徴付ける変数は前記陰極堆積物の高さである、ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、
前記作動パラメータは陰極電位である、ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項５記載の方法であって、
前記単極性の研磨電圧パルス間のインターバルに対応した領域において、前記電極電位のカーブより下の面積を求め、この面積を前記作動パラメータとする、ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項５記載の方法であって、
単極性研磨電圧パルス間の短いインターバルについて前記単極性研磨電圧パルス間の１つのインターバルにおける前記電極電位のカーブの傾きを求め、この傾きを前記作動パラメータとする、ことを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項５記載の方法であって、
前記作動パラメータは陰極電位パルスのフーリエ変換の第一の高調波の絶対値である、ことを特徴とする方法。
【請求項１０】
電解質内の導電性ワークピースと電極との間に、該ワークピースと該電極との間に該電解質で満たされた隙間を維持しながら１以上の単極性の研磨極性電圧パルスが逆極性の電圧パルスと交互に並んだ双極性電気パルスを印加することによって、該ワークピースの電気化学的研磨中に該電極から陰極堆積物を除去するための最適なモードを決定する方法であって、
前記ワークピースの研磨に先立って実行される第一の校正と該ワークピースの研磨中に実行される第二の校正とから決定された、前記電気化学的研磨中に電極表面から前記陰極堆積物を除去するために最適な逆極性パルスのパルス期間を確立する工程と、
作動パラメータの実際の値を監視することによって前記ワークピースの研磨の制御を実行し、前記作動パラメータの前記実際の値を該作動パラメータのプリセット値と比較する工程と、
前記作動パラメータの前記実際の値が該作動パラメータの前記プリセット値よりも大きい場合に、前記最適なパルス期間の前記逆極性パルスを印加する工程と、を有することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の方法であって、
前記作動パラメータは前記陰極堆積物の高さである、ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１記載の方法であって、
前記作動パラメータは陰極電位である、ことを特徴とする方法。
【請求項１３】
双極性電気化学的研磨中に電極表面からの陰極堆積物の自動的除去を制御するように構成された制御システムであって、
作動パラメータの値を測定するように構成された測定手段と、
前記作動パラメータの値に基づいて前記電極表面の状態を表す変数を数値的に校正するように構成された校正手段と、
前記変数と前記状態を除去するのに必要な最適な逆パルスの期間との間の相関関係を記憶するように構成された記憶装置と、
前記作動パラメータの実際の値を監視するように構成された監視手段と、
前記作動パラメータの前記実際の値を該作動パラメータのプリセット値と比較し、該作動パラメータの実際の値が該作動パラメータのプリセット値より大きい場合に、前記校正と前記記憶装置に記憶された相関関係とによって決定されたパラメータを持つ最適な逆極性パルスの印加を作動させるように構成された論理装置とを有する、ことを特徴とする制御システム。
【請求項１４】
請求項１３記載の制御システムを有することを特徴とする、導電性ワークピースを電気化学的に研磨する装置。
【請求項１５】
コンピュータにロードされ、ロードされたと該コンピュータを請求項１３記載の制御システムと同じように機能させるように構成されたことを特徴とするコンピュータ・プログラム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電解質内の導電性ワークピースと電極との間に、該ワークピースと該電極との間に該電解質で満たされた隙間を維持しながら１以上の単極性の研磨極性電圧パルスが逆極性の電圧パルスと交互に並んだ双極性電気パルスを印加することによって、該ワークピースの電気化学的研磨中に該電極から陰極堆積物を除去するための最適なモードを決定する方法に関する。
【０００２】
本発明は、更に、電解質内の導電性ワークピースと電極との間に、該ワークピースと該電極との間に該電解質で満たされた隙間を維持しながら１以上の単極性電圧パルスが逆極性の電圧パルスと交互に並んだ双極性電気パルスを印加することによって、該ワークピースを電気化学的研磨する方法にも関する。
【０００３】
本発明は、更に、双極性電気化学的研磨中の電極表面からの陰極堆積物の自動的な除去を制御するように構成された制御システムにも関する。
【０００４】
本発明は、更に、陰極堆積物を自動的に除去するように構成されたコンピュータ・プログラムにも関する。
【０００５】
冒頭段落に記載した種類の方法は、米国特許第５，８３３，８３５号から知られている。この既知の方法は、ワークピースの電気化学的研磨の双極性モードの間に、電極前面から陰極堆積物を自動的に除去するように構成される。この既知の方法において、逆極性パルスの振幅は、２つの条件によって決定される。１つはワークピースの一定の表面品質であり、もう１つは電極摩耗である。本分野では知られているように、ワークピースの表面品質及び倣い削り精度は、電極前面上の陰極堆積物の高さの絶対値と直接的に比例する。よって、電極前面上の陰極堆積物が十分に取り除かれて、電極摩耗が発生しないように、パルス期間などの逆極性パルスのパラメータが選択されなければならない。
【０００６】
この既知の方法の欠点は、陰極堆積物の量を計る手段が存在しないため、陰極堆積物を除去するのに最適な逆極性パルスのパルス期間のモードを選択することが困難なことである。
【０００７】
本発明の目的は、逆極性パルスによって高い精度で実行される陰極堆積物の除去に最適なモードを決定する方法を提供することである。
【０００８】
このため、本発明に係る方法は、最適なモードについて逆極性パルスの最適な期間が選択され、この最適な期間はワークピースの研磨に先立って実行される第一の校正とワークピースの研磨中に実行される第二の校正とから決定される、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の技術的方策は、ワークピースの研磨に先立って第一の校正を実行することによって、電極前面上の陰極堆積物の予測量とこれら堆積物を取り除くのに必要な逆パルスの最適な期間との間の関係に関する情報を集めることができるという洞察に基づく。この校正は、電気化学的プロセスの作動パラメータに基づいて実行することができる。さらに、電気化学的研磨プロセス中、これら作動パラメータは乱されて、電極前面上の陰極堆積物の予測量とこれら堆積物を取り除くのに必要な逆パルスの最適な期間との間の関係を乱す可能性があることは明らかである。よって、電気化学的研磨中に第二の校正を実行することによって、陰極堆積物の実際の量と最適な逆パルスとの間の訂正された関係が決定される。
【００１０】
本発明に係る方法の一実施形態は、第一の校正が、当初はクリーンな金属表面上に生成された陰極堆積物の高さの範囲に対応した範囲の値を有する変数とその表面から堆積物を取り除くのに必要な適切な逆極性パルスのパルス期間の範囲との間の相関関係を決定することを含む、ことを特徴とする。
【００１１】
この技術的方策は、研磨パルスの振幅、逆極性パルスの振幅、電解質圧力、ワークピースと電極との間の隙間の寸法などの所定の作動パラメータについて、陰極堆積物の量を表す割り当てられた変数とこれら堆積物を取り除くのに必要な逆極性パルスについて要するパルス期間との間のユニークな相関関係が存在する、という洞察に基づく。この相関関係は、電極の材料及び寸法、及び、電解質の成分及び特性に対して不変であることが分かっている。上記変数は陰極堆積物の高さの絶対値であることが好ましい。上記第一の校正は、実験的に導かれてもよく、或いは、文献や他のデータに基づいて作られてもよい。
【００１２】
本発明に係る方法の別の一実施形態は、上記第一の校正が、
単極性研磨パルスでサンプル群の研磨を実行して表面状態の範囲を得る工程と、
得られた表面状態を特徴付ける変数を割り当てる工程と、
１サンプルあたり１パルス期間を持つ逆極性パルスを印加して得られた表面状態を取り除く工程と、
上記変数と、サンプルから得られた表面状態を取り除くのに要した逆パルス期間との間の相関関係を校正する工程とを有する、ことを特徴とする。
【００１３】
本実施形態によれば、第一の校正は、実験的に実行され、以下の工程を有する。まず、研磨されていないサンプル群について、様々な高さ範囲が取得される。陰極堆積物の高さの絶対値が測定され、例えば陰極電位である作動パラメータの対応する値が同様に測定される。次に、逆極性パルスがサンプルごとに印加される。このパルスは電極を摩耗させることなく陰極堆積物を取り除くのに十分なパルス期間を持つ。このパルス期間が上述の最適なパルス期間である。これにより得られた陰極堆積物の高さと最適なパルス期間との間の相関関係が第一の校正を構成する。高さの中間値については、測定データが補間され、対応する最適な逆パルス期間を取得する。このような相関関係の一例は図１を参照して後述する。
【００１４】
本発明に係る方法の一実施形態は、上記第二の校正が、
推測的に定義された条件が満たされるまで１以上の単極性研磨極性パルスを印加することによってワークピースの研磨を実行し、電極表面を第一の状態とする工程と、
第一の状態の電極表面を特徴付ける変数を割り当てる工程と、
第一の状態の電極表面を表す作動パラメータの第一の値の測定を実行する工程と、
第一の校正から決定されたパラメータを持ち、第一の状態の電極表面に対応した逆極性パルスを印加して電極表面を第二の状態とする工程と、
第二の状態の電極表面を表す作動パラメータの第二の値を測定する工程と、
作動パラメータの第一及び第二の値に基づいて上記変数を校正する工程とを有する、ことを特徴とする。
【００１５】
本実施形態の技術的方策によれば、第二の校正は、電極表面状態を表す割り当てられた変数と逆パルスの最適な期間との間の相関関係を生じ得る乱れを考慮するために、電気化学的プロセス中に実行される。さらに、本実施形態は、割り当てられた変数の絶対値を表す作動パラメータの絶対値は電気化学的プロセス中に変化し得るという洞察に基づく。例えば作動パラメータが陰極電位である場合、クリーンで研磨されていない電極表面と逆極性パルスの印加によって洗浄された電極表面とでは値が異なることは明らかである。この差は、電気化学的研磨中、電極表面の微孔は陰極電位の変化をもたらす酸化物層で満たされる、という事実によって説明される。この効果は、後に図３に一例を挙げて説明する。
【００１６】
本実施形態に係る方法は、以下のように作用する。まず、ワークピースがある所定の条件が満たされるまで研磨される。例えば、研磨は、特定の時間期間の間実行されてもよく、或いは、かなりの量の陰極堆積物が検知されるまで実行されてもよく、あるいは、最大許容量の陰極堆積物が検知されるまで実行されてもよい。陰極堆積物の最大許容量は、ワークピースの目標表面品質及び目標倣い精度によって決定される。例えば、陰極堆積物の最大許容量が上述の推論的に定義された条件である場合、陰極堆積物の該量を表す作動パラメータの第一の値が測定される。このような作動パラメータの一例は電極表面において測定された陰極電位である。第一の校正の結果に基づいて、陰極堆積物を取り除くのに必要な逆パルスのパルス期間が選択される。この工程において、第一の校正のデータは、当初の状態はクリーンな電極表面に対応していたという事実のおかげで、依然として妥当である。最適な逆極性パルスが印加された後、電極表面は洗浄され、クリーンな表面とは異なる陰極電位となっている可能性がある。よって、本技術的方策によれば、洗浄された電極表面について、作動パラメータが再度測定される。次いで、この値を用いて、選択された変数（例えば、陰極堆積物の高さの絶対値）と作動パラメータ（例えば、複数の作動状態下での陰極電位）との間の相関関係をリスケールする。したがって、第二の校正の結果として、例えば陰極堆積物の高さの絶対値と例えば陰極電位である作動パラメータとの間のリスケールされた相関関係が研磨状態下で求められる。次いで、この校正は、第一の校正の結果と共に、陰極堆積物の除去に最適なパルス期間を決定するのに用いられる。このように、本実施形態の技術的方策によれば、研磨中の陰極堆積物の高さを量で表し、この高さの値に基づいて逆極性の最適なパルス期間を選択することができる。電気化学的プロセス中に作動パラメータを測定するのに適切な時間については、後に図２及び３を参照して説明する。陰極堆積物の量が計られるという事実により、本発明に係る方法は電極を摩耗させずに陰極堆積物を精密に除去する手段を示している。
【００１７】
本発明に係る方法の一実施形態は、単極性研磨電圧パルス間のインターバルに対応した領域において、電極電位のカーブより下の面積を求め、この面積を作動パラメータとする、ことを特徴とする。この技術的方策は、特に、高電解質流量の作動状態、電解質流路が小さい場合、又は隙間が大きい場合、に適している。これらの状態下では、陰極電位の絶対値にわずかな変化をもたらすほど多くの陰極堆積物が生成されることは望ましくない。よって、電極電位のカーブを分析することによって陰極堆積物の量を測ることにより敏感である。
【００１８】
本発明に係る方法の別の一実施形態は、単極性研磨電圧パルス間の短いインターバルについて単極性研磨電圧パルス間の１つのインターバルにおける電極電位のカーブの傾きを求め、この傾きを作動パラメータとする、ことを特徴とする。陰極電位の値は高い繰り返し率を持つ研磨パルス間で安定しないことが分かっているため、上記カーブの傾きは上述の量子化に関してより良いパラメータである。
【００１９】
本発明に係る方法の更に別の一実施形態は、作動パラメータが陰極電位パルスのフーリエ変換の第一の高調波の絶対値である、ことを特徴とする。
【００２０】
この技術的方策は、特に、研磨パルス間のインターバルが非常に短い場合に好ましい。フーリエ係数は陰極電位の絶対値より陰極堆積物に敏感であることが分かっている。
【００２１】
本発明の別の目的は、最適な逆極性パルスを用いて電極前面から陰極堆積物が除去される電気化学的研磨方法を提供することである。
【００２２】
本発明に係る電気化学的研磨方法は、該方法が、
ワークピースの研磨に先立って実行される第一の校正とワークピースの研磨中に実行される第二の校正とから決定された、電気化学的研磨中に電極表面から陰極堆積物を除去するために最適な逆極性パルスのパルス期間を確立する工程と、
作動パラメータの実際の値を監視することによってワークピースの研磨の制御を実行し、作動パラメータの実際の値を作動パラメータのプリセット値と比較する工程と、
作動パラメータの実際の値が作動パラメータのプリセット値よりも大きい場合に、最適なパルス期間の逆極性パルスを印加する工程とを有する、ことを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る本方法によれば、まず、逆極性パルスに最適なパルス期間が確立される。これは、上述の陰極堆積物の除去に最適なモードを決定する方法に従って実行することができる。次いで、監視されている作動パラメータ（例えば、陰極電位の絶対値や別の適切なパラメータ）に従って、研磨プロセスが実行される。監視された作動パラメータがプリセット値を超えた場合、逆パルスの印加が実行される。適切なプリセット値は、陰極堆積物の最大許容厚さに関連して選ぶことができる。
【００２４】
本発明の更に別の目的は、最適な逆極性パルスを用いて陰極堆積物を自動的に除去するように構成された制御システムを提供することである。
【００２５】
本発明に係る制御システムは、
作動パラメータの値を測定するように構成された測定手段と、
作動パラメータの値に基づいて電極表面の状態を表す変数を数値的に校正するように構成された校正手段と、
上記変数と上記状態を除去するのに必要な最適な逆パルスの期間との間の相関関係を記憶するように構成された記憶装置と、
作動パラメータの実際の値を監視するように構成された監視手段と、
作動パラメータの実際の値を作動パラメータのプリセット値と比較し、作動パラメータの実際の値が作動パラメータのプリセット値より大きい場合に、上記校正と記憶装置に記憶された相関関係とによって決定されたパラメータを持つ最適な逆極性パルスの印加を作動させるように構成された論理装置とを有する、ことを特徴とする。
【００２６】
本発明に係る制御システムは、自動プロセス制御を実行し、監視された作動パラメータに基づいて陰極堆積物の自動除去手順を作動させるように構成される。本発明に係る制御システムの利点は、陰極堆積物の量の正確に決定し、電極を一切摩耗させることなく電極表面から陰極堆積物を正確に除去するのに適している。本制御システムの各部については、後に図４を参照して詳述する。
【００２７】
本発明の更に別の目的は、電気化学的研磨の結果を自動的にユーザに見えるようにするために上記制御システムと上記電気化学的研磨装置との間のインターフェースをとるように構成されたコンピュータ・プログラムを提供することである。本発明に係るコンピュータ・プログラムは、コンピュータにロードされ、ロードされると該コンピュータを上記制御システムと同じように機能させるように構成される。
【００２８】
本発明に係るコンピュータ・プログラムの利点は、電極を一切摩耗させずに電極表面から陰極堆積物を正確に除去する手段を提供することである。本コンピュータ・プログラムは、後に図８を参照して詳細に説明する。本発明の上記及び他の態様を図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、陰極堆積物の高さｈと逆極性のパルスの最適なパルス期間ｔとの間の相関関係の第一の校正の一例を示す。実験結果から、特定の操作パラメータ（電極種類及び圧力、研磨極性パルスの振幅及び期間、隙間の絶対値、など）下で生成される陰極堆積物の高さとその堆積物を取り除くのに必要な逆極性パルスの最適な期間との間にはユニークな相関関係が存在することが分かる。よって、これら高さとパルス期間の間の相関関係の校正を行うことによって、逆極性の最適なパルスを選択し、電気化学処理中に陰極堆積物を取り除くことができる。図面において、測定値１、３、５、７、９が、矢印１’３’、５’、７’、９’によって与えられ、カーブ全体２は、これら測定ポイントの間を補間した結果である。最終的に、測定データを越える高さについて、相関関係を推定することができる。この相関関係を電気化学的研磨の制御装置に記憶しておくことによって、陰極堆積物のリアルタイム・クリーニングを正確に実行することができる。様々な操作条件を表す複数の相関関係を記憶しておくことも可能であることは明らかである。陰極堆積物の高さの値を評価するために、陰極電位が用いられる。陰極電位の絶対値が研磨極性パルス間のインターバルにおいて測定される。これを図２に概略的に示す。
【００３０】
図２は、電気化学的研磨中に取得される特徴的なオシログラムの一例を示す。研磨極性パルスの経過を２０で示す。パルス２０停止後の陰極電位の経過をψで示す。陰極電位ψの値は時間と共に減少し、あるところで飽和値ψｓに達することが分かる。陰極電位が飽和値ψｓに達するのに要した時間についての洞察に基づいて陰極電位の測定をインストールすること、又は、次の研磨パルス２０’の直前のψｓの測定を実行すること、が可能である。陰極電位の飽和値は陰極堆積物の高さの絶対値と直接的に比例しているため、陰極堆積物の高さの絶対値を推論することができる。
【００３１】
図３は、様々な電極状態の研磨極性パルス間での陰極電位の経過の一例を示す。図面において、カーブＣは当初はクリーンで研磨されていない電極面についての電極の陰極電位の経過を示し、カーブＢは最適な逆極性パルスを掛けることによって洗浄操作された電極面についての陰極電位の経過を示し、カーブＵは一連の単極性研磨パルスにより最大許容
陰極陰極堆積物が生成した場合の陰極電位の経過を示し、カーブＡは陰極堆積物が最大許容量より少ない中間的な状況での陰極電位の経過を示す。図３から明らかなように、陰極電位Ｓの飽和領域において、クリーンな電極面と洗浄された電極面とにそれぞれ対応する陰極電位の絶対値の間に不一致が存在する。よって、陰極堆積物の高さ０に対応する陰極電位の新しい値はψ２であり、初期値ψ１ではない。よって、陰極堆積物の絶対高さと操作状態下での実際の陰極電位の測定値との相関関係をリスケールするのに前者の値が用いられなければならない。
【００３２】
図４は、電極４３による導電性ワークピース４２の電気化学的研磨のための装置４の一実施形態を概略的に示す。装置４は、ワークピース４２を位置決めするベース４６と、電極４３を位置決めするホルダ４７と、ホルダ４７及びベース４６を相対的に動かすためのアクチュエータ４８とを有する。ベース４６及びアクチュエータ４８は、電極４３とワークピース４２の間の作動距離が高い精度でセットできるように、剛体構造を持つシャシ（図示せず）上に設置される。この構成は、更に、電極４３とワークピース４２の間の作動距離の結果として形成された隙間４４が電解質４５で満たされるように電解質４５で満たされたリザーバ５０を有する。この場合、電解質は、水に溶かされたＮａＮＯ３を有する。代わりに、例えばＮａＣｌやＮａＮＯ３と酸の配合などの別の電解質を用いることも可能である。電解質４５は、図示しない搬入手段によって、隙間４４を通して汲み上げられる。装置４を用いて、電源装置４０から研磨電圧パルスを電極４３及びワークピース４２を通って隙間４４の電解質４５に通すことによって、ワークピース４２を研磨することができる。電源装置４０は、電圧パルス・ジェネレータ４１と、制御可能スイッチ４９とを有する。印加された研磨電圧の極性が正しいとき、ワークピース４２の材料がその表面から取り除かれ、電極とワークピースの間の短い距離の位置において電解質４５に溶解する。これにより得られた空洞の形は、それに対向する電極の形によって決定される。装置４は、更に、逆極性Ｕ２の電圧パルス４１’のソースが組み込まれた第二の電源装置４０’を有する。この第二の電源は、更に、プロセス制御装置Ｃによって操作される制御可能スイッチ４９’を有する。研磨パルスＵ１が逆極性Ｕ２のパルスと交互に並べられるべきであることが検知された場合、プロセス制御装置Ｃは、適切な極性の電圧パルスを隙間（４４）へ供給するために制御可能スイッチ４９’及び４９を交互に操作する。第一及び第二の電源が一体化されて、逆極性の電圧パルスを交互に伝達するようにプロセス制御手段Ｃによってプログラム可能な１つの電源を構成する場合、電源を用いることも可能である。本発明に係る装置４は、更に、電極表面からの陰極堆積物の自動的な除去を制御するように構成された制御システムＣ２を有する。制御システムＣ２は、好ましくはＲＳ２３２インターフェースを用いて、プロセス制御手段Ｃと通信可能に構成される。また、制御システムＣ２は、陰極電位の値を測定及び監視するように構成される。制御システムＣ２について、図５を参照して詳述する。
【００３３】
図５は、本発明に係る制御システムＣ２の一実施形態を概略的に示す。この制御システムは、例えばディジタル・オシロスコープ（図示せず）を用いて陰極電位の値を測定するように構成された測定手段５１を有する。制御システムＣ２は、更に、陰極電位の測定値に基づいて陰極堆積物の高さを数値的に校正するように構成された校正手段５３を有する。この校正を実行するために、校正手段は、陰極堆積物の高さの絶対値が当初は洗浄されていない電極表面についての陰極電位の値に対して示されたテーブル（図示せず）を記憶装置５５に記憶する。最初の洗浄操作の前に、このテーブルを用いて、高さの値が評価される。少なくとも１度の洗浄操作が実行された後、高さと陰極電位との間の関係が図３を参照して説明したように変化する。よって、校正手段５３は、電極表面が最適なパルスによって洗浄された後の陰極電位の測定に基づいて上記関係を再校正するように構成される。この再校正の結果は、記憶装置５５に記憶され、研磨中の逆極性パルスの最適なパルス期間を決定するのに用いられる訂正されたテーブル（図示せず）として書き込まれる。制御システムＣ２は、更に、陰極電位の実際の値を監視するように構成された監視手段５７を有する。監視手段５７は、陰極電位の実際の値をログファイルとして記憶するように構成することができる。このログファイルの入力は、陰極電位の実際の値を陰極電位のプリセット値と比較して、陰極電位の実際の値が陰極電位のプリセット値より大きい場合に作動信号Ａをプロセス制御手段（図示せず）に送って最適な逆極性パルスの印加を作動させるように構成された論理装置５９によってアドレスされることができる。訂正されたテーブルに基づいた校正手段５３によって計算された陰極堆積物の実際の高さにとって最適な逆パルスのパラメータは、記憶装置５５により供給される。
【００３４】
図６は、本発明に係るコンピュータ・プログラムの一実施形態を概略的に示す。コンピュータ・プログラム６０は、直接極性の単極性パルスの印加によってワークピースの研磨を作動させるためのプロセス制御手段（図示せず）へのインターフェース６１を有する。インターフェース６２は、例えば陰極電位などの作動パラメータの測定を制御するように構成される。そのような制御を実行するために、インターフェース６２を上記測定を実行するように構成されたディジタル・オシロスコープと通信できるように構成することができる。次いで、測定データは、その作動パラメータがプリセット値を越えていないか否かを確認するように構成された調節装置６３に供給される。例えば、調節装置６３を、処理時間、陰極電位の実際の値、又は、この目的のために適切な他の任意のパラメータを監視するように構成することができる。調節装置６３が条件が真であることを検知した場合、例えば陰極電位である作動パラメータは、インターフェース６４を通じて測定手段により測定される。この操作の後に、作動装置６５により作動された逆極性パルスが印加される。最適な逆極性パルスのパラメータは、記憶装置６６に記憶され、図１に係る校正に従って取得された初期テーブル６８から取り出される。次に、洗浄された電極表面に対応した陰極電位の値の測定がインターフェース６７によって作動され、この対応した値が記憶装置６６の訂正された校正テーブル６９に陰極堆積物の高さ０についての新しい値として記憶される。次いで、ステップ６１’において、研磨パルスの印加が開始される。インターフェース６２’は、操作状態中の陰極電位の実際の値の測定及び監視を制御する。この監視は、例えば調節装置６３’によって実行される。陰極電位の実際の値は、調整装置６３’において、陰極堆積物の最大許容高さに対応したプリセット値と比較される。プリセット値が達していない場合、研磨パルスの印加が作動され、達している場合、最適な逆パルスの印加が作動装置６５’によって作動される。この最適なパルスの期間は、記憶装置６６に記憶された訂正されたテーブル６９から取り出される。洗浄操作の後、本プログラムはステップ６１’に戻る。
【００３５】
図７は、本発明に係るコンピュータ・プログラムのユーザ・インターフェースのメイン・ウィンドウの一実施形態を概略的に示す。メイン・ウィンドウ７０は、研磨パルス間のインターバル中の陰極電位ψのカーブの経過を監視するように構成されたディジタル・オシロスコープへのディジタル・インターフェースとなるように構成されたフィールド７１を有する。ある予め選択された瞬間７２（好ましくは次の研磨パルスの印加の直前）において、陰極電位の実際の値がディジタル・オシロスコープによって測定される。これは、ユーザに便利なように文字ウィンドウＴとして表示することができる。メイン・ウィンドウ７０は、関連するプロセス制御情報が出力される制御ウィンドウ７３を有する。この情報は、プロセス制御手段（図示せず）のデータ交換システム（図示せず）とインターフェースをとることによって取得される。例えば、サブウィンドウ７４において、操作モード（一時停止、研磨中、洗浄中）を示すこともできる。サブウィンドウ７５は、陰極電位の実際の値、陰極電位の最大許容値、及び他の関連データなどの作動パラメータの実際の値を提示するように構成することができる。メイン・ウィンドウ７０は、陰極堆積物ｈの高さの実際の値と最適な逆極性パルスが印加されているインターバルＢＰのグラフィカルな出力を提示するように構成されたグラフィカル・インターフェース７７を更に有するように構成することができる。このように、ユーザは、稼動中の電気化学的処理のパラメータ及び状態に関して正確な情報を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】陰極堆積物の高さと逆極性のパルスの最適なパルス期間との間の相関関係の第一の校正の一例を示す図である。
【図２】電気化学的研磨中に取得される特徴的なオシログラムの一例を示す図である。
【図３】様々な電極状態での研磨極性パルス間での陰極電位の経過の一例を示す図である。
【図４】本発明に係る電気化学的研磨用装置の一実施形態を示す概略図である。
【図５】本発明に係る制御システムの一実施形態を示す概略図である。
【図６】本発明に係るコンピュータ・プログラムの一実施形態を示す概略図である。
【図７】本発明に係るコンピュータ・プログラムのユーザ・インターフェースのメイン・ウィンドウの一実施形態を示す概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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