(57)【要約】本発明は、研磨物品（２２、１２２）と、その物品の使用および製造の方法と、を提供する。研磨物品は、研磨面（２２４）と、研磨物品に関連付けられ、その物品の研磨性能の態様を示す性能指標と、を備える。研磨適用において、性能指標を使用して、研磨物品（２２、１２２）がワークピースを研磨する際の初期加工条件を確定する。研磨物品を作製する方法は、（ａ）研磨面（２２４）を有する研磨物品（２２、１２２）を提供するステップと、（ｂ）上に研磨可能面を有するワークピース（３０、１３２）を提供するステップと、（ｃ）既知の印加圧力および速度で研磨面（２２４）を研磨可能面に適用し、所定期間中、研磨物品（２２、１２２）と研磨可能面とを相対的に移動させることにより、研磨可能面を研磨するステップと、（ｄ）研磨するステップ（ｃ）の間に、研磨物品の研磨性能に基づき性能指標を案出するステップと、（ｅ）性能指標を研磨物品（２２、１２２）に関連付けるステップと、を含む。
2005521565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研磨物品であって、
研磨面と、
該研磨物品に関連付けられ、該物品の研磨性能の態様を示す、性能指標と、
を具備する研磨物品。
【請求項２】
バッキングと、該バッキングに関連付けられた研磨層とを具備し、該研磨層がバインダに固定された複数の研磨粒子を備える、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項３】
前記研磨粒子がダイアモンドを含み、前記バインダが少なくとも１つの金属を含む、請求項２に記載の研磨物品。
【請求項４】
前記バッキングが、対向する略平坦面を有するステンレス鋼基板を備え、前記研磨粒子が、少なくとも部分的に前記バインダに埋め込まれ、該略平坦面の少なくとも一方に付着される、請求項３に記載の研磨物品。
【請求項５】
前記研磨物品を収納するパッケージをさらに具備し、前記性能指標が該パッケージに関連付けられる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項６】
前記性能指標がデータベースに格納されている研磨物品であって、関連付けられたマーキングをさらに具備し、該マーキングが、前記性能指標を取得するように該データベースを検索する手段を提供する、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項７】
前記マーキングが、機械読取り可能フォーマットである、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項８】
前記マーキングが、英数字フォーマットである、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項９】
前記マーキングが、バーコードである、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１０】
前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の測定されたカットレートに基づく、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１１】
前記性能指標が、（ａ）前記印加圧力、（ｂ）速度または（ｃ）前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項１０に記載の研磨物品。
【請求項１２】
前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の研磨適用の結果としての測定された該表面上の仕上げに基づく、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１３】
非研磨面をさらに具備し、前記性能指標が該非研磨面に関連付けられる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１４】
前記性能指標が、前記研磨面に関連付けられる、請求項１に記載の研磨物品。
【請求項１５】
請求項１に記載の研磨物品を提供する方法であって、
（ａ）研磨面を有する研磨物品を提供するステップと、
（ｂ）上に研磨可能面を有するワークピースを提供するステップと、
（ｃ）既知の印加圧力および速度で前記研磨面を前記研磨可能面に適用し、所定期間中該研磨物品と該研磨可能面とを相対的に移動させることにより、該研磨可能面を研磨するステップと、
（ｄ）該研磨するステップ（ｃ）の間に、該研磨物品の該研磨性能に基づき性能指標を案出するステップと、
（ｅ）該性能指標を該研磨物品に関連付けるステップと、
を含む方法。
【請求項１６】
ステップ（ｄ）における性能指標の前記案出が、前記研磨するステップ（ｃ）の完了に続いて前記研磨物品に対するカットレートを確定するステップと、その後、該カットレートに基づいて該性能指標を案出するステップと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記性能指標が、（ｉ）前記印加圧力、（ｉｉ）速度または（ｉｉｉ）前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
ステップ（ｄ）における性能指標の前記案出が、前記研磨するステップ（ｃ）の完了に続いて前記研磨可能面上の仕上げを測定するステップと、その後、該研磨可能面上の該測定された仕上げに基づき該性能指標を案出するステップと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
ステップ（ｅ）における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を前記研磨物品の前記研磨面に関連付けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記研磨物品が、非研磨面をさらに備え、ステップ（ｅ）における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を該研磨物品の該非研磨面に関連付けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記研磨物品をパッケージ内に包装するステップをさらに含み、ステップ（ｅ）における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標を該パッケージに関連付けるステップを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２２】
ステップ（ｅ）における前記性能指標の前記関連付けが、該性能指標をデータベースに格納するステップと、該研磨物品に関連し該性能指標を取得するように該データベースを検索する手段を提供するマーキングを提供するステップと、を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２３】
前記マーキングが、機械読取可能フォーマットである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記マーキングが、英数字フォーマットである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
前記マーキングが、バーコードである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
ワークピースを研磨する方法であって、
（ａ）関連付けられた性能指標を有する研磨物品を提供するステップと、
（ｂ）該性能指標を使用して、該研磨物品がワークピースを研磨する際の加工条件を確定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で確定された該加工条件に基づいて該研磨物品と該ワークピースとを相対移動させるステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品のカットレートに基づく、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記性能指標が、（ａ）印加圧力、（ｂ）速度または（ｃ）前記所定期間のうちのいずれかに対する前記カットレートの割合である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記性能指標が、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における前記研磨物品の研磨適用の結果としての測定された該表面上の仕上げに基づく、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、関連付けられた（ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ）性能指標を有する研磨物品と、かかる研磨物品を製造する方法と、かかる物品の使用の方法と、に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリシングまたは研削作業で使用される研磨物品は、一般に、高精度で研磨機能を実行するように期待される。しかしながら、研磨製造方法は、互いに性能特性が異なる同様に構成された研磨物品を提供することが知られている。１つには、このばらつきは、研磨物品を作製するために使用される生材料の品質および特性のばらつきによってもたらされる場合がある。このため、研磨物品の性能の変動は、製造方法の固有の結果である。さらに、研磨物品の製造業者は、しばしば、自身の製品の仕様を、十分な製品歩留りを提供しながら性能の変動を考慮する方法で定義する。これら研磨物品のばらつきにより、研磨物品が同じポリシングまたは研削方法で使用される同様に構成された研磨物品に対する交換部品である場合であっても、特定の適用において研磨物品の特定の性能を予測することが困難になる。
【０００３】
従来のオフハンド研削またはポリシング方法は、通常、被削面から所望の量の材料が除去された時かまたは所望の表面仕上げに達した時に完成したものと判断される。方法の終了点は、処理中の連続した間隔で複数の測定値が取得された後に確定される場合がある。かかるオフハンド研削／ポリシング方法を、連続したワークピースの仕上げにおいて事前に設定された加工条件を必要とする自動化方法に置き換えることがますます一般的になってきており、研磨物品の最初の使用の前の加工条件の調整を考慮する方法で研磨物品を提供することが望ましい。
【０００４】
研磨物品製造に固有の変動のために、研磨物品を使用する方法は、しばしば、研磨物品が既存の加工ラインにおいて交換される時に加工条件に対する調整を必要とする。かかる加工条件の変更には、たとえば、研磨物品を被削面に適用する際の圧力、接触時間またはワークピースに対する研磨物品の速度（たとえば、ｃｍ／分、回転／分等）が含まれてもよい。研磨加工条件に対するこれらの調整は、生産性の低下とコストの上昇との一因となってきた。それは、従来、新たな加工設定は、新たな研磨物品が加工ラインに挿入され、物品の性能が先の研磨物品に対して使用された加工設定に基づいて最初に観察された後にのみ、確定されたためである。この調整方法では、著しい時間および労力を必要とする可能性があり、再較正中に１つまたは複数のワークピースが損傷する可能性がある。そして、研磨加工条件は、新たな研磨物品の性能が同じ加工ライン内で少なくとも１度観察された後にのみ、その新たな物品に適応するように調整される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
研磨性能の予測可能性において改良が必要であり望まれるが、新たなまたは交換研磨物品には、まだ、研磨加工ラインにおけるそれらの実際の使用の前に試行錯誤の評価が必要である。製造業者は、自身の研磨物品に対し、研磨グリットの構成、寸法等を示すしるしでマーキングしたが、研磨技術では、研磨物品に対し、研磨物品が使用される際の初期加工条件を調整するために物品のエンドユーザが使用することができる性能指標でラベル付けする、研磨物品の製造の方法は開発されなかった。
【０００６】
性能指標の作成および使用は、研磨物品のエンドユーザが研磨物品の最初の使用の前に初期加工条件を調整することができるようにする手段を提供することにより、長い間の切実かつ未解決な要求に対処する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、関連付けられた性能指標を有する研磨物品を提供する。一態様では、本発明は、研磨物品であって、研磨面と、当該研磨物品に関連付けられ、その物品の研磨性能の態様を示す性能指標と、を備える研磨物品に関する。
【０００８】
性能指標は、研磨物品に関連付けられることにより、物品のエンドユーザが研磨動作において研磨物品を作動させる際の加工条件を最初に確定することができるようにする手段を提供する。研磨物品は、当業者に既知の種々の研磨物品のうちの任意のものを含んでいてもよく、性能指標を、いかなる方法で研磨物品に関連付けてもよい。たとえば、性能指標を、物品の研磨面に関連付けても、背面または他の非研磨面に関連付けても、あるいは、研磨物品を出荷し、展示し、および／または販売するために使用するパッケージに関連付けてもよい。
【０００９】
性能指標は、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における研磨物品の測定されたカットレート（ｃｕｔ  ｒａｔｅ）に基づいてもよい。カットレートに基づく場合、性能指標は、カットレートを表してもよく、あるいは、（ａ）印加圧力、（ｂ）速度または（ｃ）所定期間のうちのいずれかに対するカットレートの割合であってもよい。代替的に、性能指標は、所定期間にわたる既知の印加圧力および速度での表面における研磨物品の研磨適用の結果としての測定された表面上の仕上げに基づいてもよい。性能指標を、研磨物品に関連付けて（たとえば、付着させて）もよく、あるいは、データベースに格納することにより、研磨物品が、データベースにアクセスしてそこから性能指標を取得する手段を提供する何らかのマーキングを含むようにしてもよい。かかるマーキングは、たとえばバーコード等の機械読取可能フォーマットであってもよい。
【００１０】
別の態様では、本発明は、上述した研磨物品を提供する方法であって、
（ａ）研磨面を有する研磨物品を提供するステップと、
（ｂ）上に研磨可能面を有するワークピースを提供するステップと、
（ｃ）既知の印加圧力および速度で研磨面を研磨可能面に適用し、所定期間中、研磨物品と研磨可能面とを相対的に移動させることにより、研磨可能面を研磨するステップと、
（ｄ）研磨するステップ（ｃ）の間に、研磨物品の研磨性能に基づき性能指標を案出するステップと、
（ｅ）性能指標を研磨物品に関連付けるステップと、
を含む方法を提供する。
【００１１】
さらに別の態様では、本発明は、ワークピースを研磨する方法であって、
（ａ）関連付けられた性能指標を有する研磨物品を提供するステップと、
（ｂ）性能指標を使用して、研磨物品がワークピースを研磨する際の加工条件を確定するステップと、
（ｃ）ステップ（ｂ）で確定された加工条件に基づいて研磨物品とワークピースとを相対移動させるステップと、
を含む方法を提供する。
【００１２】
発明の多くの特徴および利点は、添付図面とともに考慮される詳細な説明および特許請求の範囲を含む開示の残り部分を考慮することにより、当業者にはより明らかとなろう。
【００１３】
発明の好ましい実施形態を説明する際、同様の参照番号が同様の特徴を示すいくつかの図面を参照する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明は、研磨物品に関連付けられる研磨性能指標を提供する。指標は、研磨物品の初期製造中に確定されてもよく、エンドユーザ等に対し、その人が新たな研磨物品を初めて使用する前に研磨（たとえば、研削、ファイニングまたはポリシング）加工において加工条件を初期調整することができるようにする手段を提供する。性能指標の使用によって、研磨物品の交換に関連する加工条件に対する初期調整または変更を容易にすることにより、一貫した研削および／またはポリシング結果が促進される。
【００１５】
本発明の性能指標を、さまざまな構成（たとえば、エンドレスベルト、パッド、ディスク等）の研削、ファイニングおよび／またはポリシング物品の特徴付けにおいて、および任意のタイプの研磨物品、すなわちコーティングされた研磨物品、表面調整物品（たとえば、不織布）、ラッピングフィルム、研削砥石、メタルボンド研磨材等により、利用してもよい。
【００１６】
ここで図面を参照すると、図１は、本発明による、性能指標を確定するために研磨物品２２の性能を特徴付ける研磨試験装置２０の一実施形態を概略的に示す。装置２０を、研磨物品２２の製造の生産ラインに直接含めることにより、製造作業中に物品２２に対し性能指標でマーキングすることができるようにしてもよい。後に、エンドユーザが、性能指標を使用して、研磨物品２２が使用されるポリシングまたは研削加工の条件を初期調整することができる。
【００１７】
本発明は、使用される研磨物品のタイプによって限定されないが、研磨物品２２に関して説明することが最も都合がよい。かかる研磨物品は、典型的には、研磨面がコーティングされるバッキングを含むように構成される。研磨面は、通常、バインダ（たとえば、重合体、セラミック、金属等）を備え、通常、ワークピースに対して所望の表面仕上げを提供する研磨粒子を含む。研磨粒子を、バインダ全体に、バインダの最外面に沿ってのみ、またはバインダ全体にかつその最外面に沿って、分散させてもよい。研磨粒子は、従来の硬質研磨粒子および／または有機および無機粒子を含むより軟質の研磨粒子を含んでもよい。研磨粒子を、個々の砥粒として、個々の研磨砥粒が副バインダシステムに分散される塊として、または研磨砥粒および／または塊およびバインダを備える隆起した複合物として設けてもよい。
【００１８】
硬質研磨粒子には、溶融酸化アルミニウム、熱処理酸化アルミニウム、白色溶融酸化アルミニウム、黒色炭化珪素、緑色炭化珪素、ホウ化チタン、炭化ホウ素、炭化タングステン、炭化チタン、ダイアモンド、立方晶系窒化ホウ素、ガーネット、溶融アルミナジルコニア、ゾル・ゲル研磨粒子等がある。従来のより軟質な無機研磨粒子の例には、二酸化珪素、酸化鉄、クロミア、セリア、ジルコニア、チタニア、珪酸塩および酸化錫がある。さらに他の軟質研磨粒子の例には、金属炭酸塩（炭酸カルシウム（白亜、方解石、泥灰石、トラバーチン、大理石および石灰石）、炭酸カルシウムマグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸マグネシウム等）、二酸化珪素（石英、ガラスビーズ、ガラスバブルおよびガラスファイバ等）、珪酸塩（タルク、粘土、（モンモリロナイト）長石、雲母、珪酸カルシウム、メタ珪酸カルシウム、アルミノ珪酸ナトリウム、珪酸ナトリウム等）、金属硫酸塩（硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ナトリウム、硫酸アルミニウムナトリウム、硫酸アルミニウム等）、石膏、アルミニウム三水和物、グラファイト、金属酸化物（酸化カルシウム（石灰）、酸化アルミニウム、二酸化チタン等）および金属亜硫酸塩（亜硫酸カルシウム等）、金属粒子（錫、鉛、銅等）等がある。
【００１９】
より軟質な有機粒子には、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリスルホン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレンブロック共重合体、ポリプロピレン、アセタールポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ナイロンおよびそれらの化合物等の熱可塑性物質から形成されたプラスチック研磨粒子がある。また、プラスチック研磨粒子を、架橋ポリマーから形成することも可能である。架橋ポリマーの例には、フェノール樹脂、アミノプラスト樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン・ホルムアルデヒド、アクリル樹脂、アクリルイソシアヌレート樹脂、ユリアホルムアルデヒド樹脂、イソシアヌレート樹脂、アクリルウレタン樹脂、アクリルエポキシ樹脂およびそれらの混合物がある。これらの架橋ポリマーを、適当な粒子サイズおよび粒子サイズ分布になるように作製し、粉砕し、ふるいにかけることができる。
【００２０】
他の研磨粒子および粒子の組合せもまた当業者には既知であり得、本発明は、いかなる研磨粒子または研磨粒子の組合せをも含むいかなる研磨物品をも包含するように意図されている。
【００２１】
また、研磨物品を、追加の研磨粒子をバインダ内に含めるかまたはその外面に分散させるか否かに関わらず、凹凸研磨面を備えるように作製してもよい。同様に、研磨物品の研磨面は、たとえば内部に硬質および軟質部分を含むポリマー材料を備え、ポリマーの硬質部分が所望の程度の研磨性を提供してもよい。１つのかかる研磨物品は、米国特許第６，２３４，８７５号明細書に述べられている。
【００２２】
本発明における使用に適した別の研磨物品は、半導体ウェハの化学機械平坦化（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｌａｎａｒｉｚａｔｉｏｎ）（「ＣＭＰ」）のための従来のスラリーパッドを調整する際に有用なパッドコンディショナである。適当なパッドコンディショナには、米国特許第６，１２３，６１２号明細書の開示に従って作製されるものがある。ラッピングまたはバニシングフィルムを備える研磨物品もまた、本発明において使用してもよい。かかる物品には、米国特許第５，８９７，４２４号明細書で述べられているようなラッピングフィルム製品がある。別の適当な研磨物品には、米国特許第５，１５２，９１７号明細書に述べられているものに類似する研磨コンポジットがあってもよい。上述した研磨コンポジットを備えた研磨物品を、研磨粒子なしに作製してもよい。
【００２３】
いかなる形態であっても、研磨物品を、ワークピースの表面を、典型的には所望の研磨適用に必要な摩擦を生成するためのそれらの間の相対移動により、研削し、ポリシングしまたは他の方法で研磨するように構成する。図１および図２の試験装置は、本発明の教示による再現可能な条件下で研磨物品の性能を特徴付ける、利用可能な装置を例示する。物品の性能を特徴付けるために他の方法もまた考えられる。
【００２４】
図１に示すように、ワークピース３０を、プラテン３６として示す第１保持手段の上に保持する。研磨物品２２を、研磨試験装置２０内に配置し、取付具２４として示す第２保持手段に保持する。取付具２４と研磨物品２２とは、回転可能なシャフト２６に関連付けられており、物品２２と取付具２４とはともに、ハウジング３２内に配置されたモータ（図示せず）から供給される動力下で同時回転する。上述したように、装置２０は、研磨物品の製造の加工ライン内の試験ステーションとしての役割を果たしてもよい。試験ステーションとして、装置２０を使用して、製造されている研磨物品を評価し特徴付ける。かかる評価または特徴付けには、たとえば、研磨物品２２の、ワークピース３０の研磨可能面等の試験被削面上でのカットレートの確定が含まれてもよい。他の測定値は、性能指標の基礎としての役割を果たしてもよい。１つのかかる追加の測定値は、本業界における標準試験によって測定されるような、研磨物品が試験面に対して与えることができる表面仕上げである。また、当業者によって既知であるように、他の測定値もまた本発明の範囲内で性能指標を提供するものと考えられる。さらに、本発明の実施形態によっては、性能指標は、特定の測定値（たとえば、カットレート、表面仕上げ）の実際の値であってもよく、あるいは、測定値を表すかまたはそこから導出される値またはシンボルであってもよい。
【００２５】
図示する実施形態では、研磨物品２２を取付具２４内に配置し、取付具を、取付具２４とモータハウジング３２との間に延在する回転可能シャフト２６の端部において支持する。基部３８からモータハウジング３２まで、支持シャフト３４が上方に延在する。ハウジング３２は、シャフト３４に沿って垂直に摺動することにより、ワークピース３０に対し第１または解放位置と第２または係合位置（たとえば図示するような）との間で研磨物品２２を移動させる手段を提供する。このように、物品２２の研磨面２８を、研磨物品２２がワークピース３６の面を研磨することができるように、ワークピース３０の面に直接接触するように配置してもよい。プラテン３６は、ワークピース３０を支持し、ワークピース３０と研磨物品２２との間の接触を維持するのを助ける。プラテン３６はまた、基部３８内に収容されたモータ（図示せず）によって回転駆動されてもよい支持シャフト４０の軸を中心に回転可能である。上述したように、研磨物品２２もまた、ハウジング３２内に配置された第２モータによって回転可能シャフト２６を中心に回転してもよく、それによって、ワークピース３０と研磨物品２２との両方が、所定圧力下で互いに対して回転することによりワークピース３０が研磨される。上述した研磨動作に続き、装置２０を、第１位置に戻してもよく、そこでは、研磨物品２２は、研磨面２８がワークピース３０の面に接触しないようにワークピースから離れるように移動する。
【００２６】
装置２０が第１または解放位置にある時、研磨物品２２とワークピース３０とを装置２０から取り除き、必要に応じて洗浄または交換してもよい。研磨物品２２の上述した移動を可能にするために、ハウジング３２を、係合し位置合せされた第２位置からシャフト３４の長さに沿って垂直に移動させてもよい。当業者には、装置２０を上述した第１位置と第２位置との間に配置する他の構成が既知であり得、本発明は、図１に示すかまたは本明細書において他の方法で論考する特定の構成には決して限定されない。
【００２７】
図１に示す部品の構成において、ワークピース３０は、回転可能なプラテン３６上に配置されたドーナツ形状の試験面を有する。ワークピース３０は、物品２２の研磨面２８によって研磨可能であることが知られる種々の材料のうちの任意のものを含む。ワークピース３０に対して適当な材料を、市販の材料の一貫した品質、それらの相対的な価格等の既知の基準に従って選択してもよい。１つのあり得る試験材料は、たとえばポリウレタン等のポリマー材料である。
【００２８】
研磨方法中、典型的には、研磨物品２２とワークピース３０との間に流体を加えることにより、潤滑を提供し、研磨物品のワークピースに対する動作によって生成される削りくずを除去する。適当な潤滑剤には、水、可溶性オイルを含む水、または当業者には既知であるような本方法に適合する別の適当な流体がある。上述した流体を物品２２とワークピース３０との中間面に供給する追加の手段（図示せず）を設けてもよい。
【００２９】
動作時、装置２０を使用して、ワークピース３０に対して適用される時の研磨物品のカットレートを確定してもよい。代替的に、本装置を使用して、ワークピースに仕上げを与えてもよく、仕上げを既知の方法で定量化することにより、性能指標が基づいてもよい測定値を提供することができる。このように、性能指標を確定し、エンドユーザが使用するために研磨物品と関連付けることができる。物品のカットレートを性能指標に関連付ける際、カットレートを、研磨物品２２を所定期間ワークピースの面に対して適用することによって確定する。かかる確定において、研磨物品２２によってワークピース３０に対して加えられる圧力は、通常一定に保持される。
【００３０】
本発明の範囲内で、研磨物品の性能を定量化するさまざまな方法が可能である。かかる方法には、一次標準ワークピースと二次常用標準との確立および保守および／または常用標準の定期的な較正のための標準研磨物品の保持が含まれてもよい。また、特定の研削のエネルギーの特定に基づくもの等、他の較正方法を使用してもよい。性能指標が確定すると、それを物品にマーキングしてもよく（たとえば、物品の正面または別の面にマーキングすることによる）、またはそれを物品のパッケージに配置してもよく、またはそれを他の何らかの方法で物品に関連付けてもよい。
【００３１】
性能指標自体は、実際には、上述したように確定された物品２２のカットレートであってもよく、またはカットレートから導出された値であってもよい。たとえば、任意の標準にまたはプロセス平均に正規化されたカットレートであってもよい。これを、比として表してもパーセンテージとして表してもよい。所望の初期動作条件の計算を容易にするために、指標をかかる比またはパーセンテージの逆数として提示してもよい。指標の値を、連続変数の単一の値として提示してもよく、あるいは、測定値が対応する範囲内にあることを示す離散値として表してもよい。
【００３２】
研磨物品２２の特徴付けにより、エンドユーザは、性能指標を使用して新たな研磨物品から所望のレベルの性能を提供するように自身の加工条件および／または設定を初期調整することにより、確立された研削またはポリシング作業に新たなまたは交換物品を挿入することができる。たとえば、性能指標により、ユーザは、自身の方法に、所望のカットレート、表面仕上げ等を提供する条件を事前設定することができる。性能指標に基づいて、エンドユーザは、研削時間（たとえば、一定圧力、一定速度で）、または研磨物品２２をワークピースに適用する際の圧力（たとえば、一定研削速度および所定研削時間を想定して）、または研磨表面の速度（たとえば、一定圧力および所定研削時間を想定して）等の研削またはポリシング作業の加工条件のうちの１つを調整してもよい。また、プロセスパラメータの組合せを所望の結果を得るように調整してもよい。性能指標は、各研磨物品に対して一意であり、研磨物品に直接関連付けられる。このように、指標は、研磨物品のエンドユーザが、その研磨物品の性能が第２研磨物品の性能といかに比較されるかを理解することができるようにする情報を提供する。
【００３３】
研磨加工条件および研磨性能特性には、研削またはポリシング圧力（研磨物品をワークピースに適用する際の圧力）、速度（研磨面のワークピースの面に対する速度）、カット（ワークピースから研磨される材料の総質量）、経過時間（研削またはポリシングが発生している時間）およびカットレート（単位時間当りに研磨される材料の質量）がある。これらの条件および特性を、互いに対してプロットすることができる。典型的には、これらのプロットは、線形であり、（０，０）においてｙ切片を有する。この線形関係により、一対の研磨物品に関連しかかる処理条件および／または性能特性に基づく性能指標を使用して、研磨処理ラインにおける研磨物品の相対性能を予測することができる。
【００３４】
性能指標は、処理条件「Ｘ」に基づいて操作されワークピース「Ａ」を利用する研磨物品に対するカットレート（ｍｇ／分）を表してもよい。その後、性能指標を互いに比較することにより（たとえば、比により）、古い研磨物品と新しい研磨物品と（たとえば、使い古しの物品および交換物品）の相対性能を確定してもよく、それにより、既存の加工ラインにおいて新たな物品を使用する前に加工条件の初期調整が可能になる。性能指標を、標準化された研磨物品のカットレートに対するまたは関連研磨物品のグループのプロセス平均に対する比による、またはパーセンテージとして等の相対カットレートとして、もしくは測定されたカットレートから導出され標準性能を得るために必要な調整を示すスケーリングファクタとして、表してもよい。指標の形態によっては、一貫した性能を達成するために必要な訂正済み動作パラメータを取得するために、単に標準動作パラメータの値に指標を乗算することにより、使用することができる。
【００３５】
種々の研磨方法のいずれに対しても性能指標に対する同じ測度を使用することが好ましい場合がある。しかしながら、場合によっては、製品にマーキングまたはラベル付けすることができる第２性能指標があることが望ましい場合もある。第２指標は、第１性能指標が、第１研磨方法と適切に相関する一方で第２研磨方法と適切に相関しないことが既知である場合に、望ましい場合がある。さらに、研磨物品のエンドユーザが、性能指標を、たとえば第１材料を処理する際の研磨カットレート等の１つの研磨特性に基づかせることを好む場合がある一方、第２エンドユーザが、第２のかつ完全に異なる材料を研磨する際の研磨物品の有用な寿命に基づく性能指標を好む場合もある。上述した状況では、研磨物品にそれらの指標の両方をマーキングすることが望ましい場合がある。
【００３６】
わずかに脆弱な材料の研磨処理を、プレストン（Ｐｒｅｓｔｏｎ）の式（Ｉ）で説明する。
ｄｚ／ｄｔ＝（Ｋ・Ｎ・ｄｓ）／Ａ・ｄｔ    （Ｉ）
ここで、「ｚ」は、除去された材料の量であり、「Ｋ」は、研磨物品とワークピースとの相互作用を特徴付ける定数であり、「Ｎ」は、垂直方向の力であり、「ｓ」は、摺動距離であり、「ｔ」は、時間である。「Ａ」は、研磨砥粒とワークピースとの有効接触面積であってもよく、あるいは砥粒によって払いのけるようにして生成された溝の面積（断面積）であってもよい。「Ａ」に対する上述した定義のいずれも、他方と等価であり、上述した式で使用してもよい。「Ａ」の異なる定義によりＫが異なる数値となることは理解されよう。
【００３７】
式（Ｉ）を、しばしば式（ＩＩ）の形式に書き換える。
Ｚ＝Ｋ・Ｐ・Ｖ・ｔ    （ＩＩ）
ここで、除去された材料の量（Ｚ）は、定数（Ｋ）と、圧力（Ｐ）と、摺動接触の全距離、速度（Ｖ）×時間（ｔ）と、の積である。したがって、圧力を５０％低減することにより、除去される材料の量が５０％低減することになる。代替的に、たとえば摺動速度または摺動時間を半分にすることにより摺動接触の全距離を低減することによって、除去される材料の量もまた５０％低減することになる。同様に、式（ＩＩ）に基づく積の５０％の低減をもたらす、変更された圧力、速度および時間のいかなる組合せによっても、除去される材料の量が５０％低減することになる。研磨物品によって研磨されるワークピースまたは材料の変化により、上述した線形の比例する挙動を変更することなく「Ｋ」の値が変更する。厳密にはプレストンの式に従わない研磨方法システムにおいてさえも、想定されたプレストンの挙動により、かかる方法内の研磨物品の交換時に必要な加工条件の有用な近似値が提供される。
【００３８】
物品、ワークピースおよび条件が夫々のワークピースを研磨加工するために適合する限り、条件「Ｘ」に基づく２つの研磨物品の同じワークピースに対する性能指標の割合（およびそれらの相対性能）は、実質的に、条件「Ｙ」に基づくそれら同じ２つの研磨物品の異なるワークピースに対する割合と実質的に同じになる。このため、物品「Ａ」が、条件「Ｘ」に基づいてウレタン試験パックから、物品「Ｂ」が条件「Ｘ」に基づいてウレタンパックから切断するより１０％多く切断する場合、物品「Ａ」は、条件「Ｙ」に基づいて銅ワークピースから、物品「Ｂ」が条件「Ｙ」に基づいて銅ワークピースから切断するより１０％多く切断することもまた予測される。同様に、１１０／１００の割合で条件「Ｙ」で使用したものを越えて圧力を増大させることによりまたは圧力を１０％増大させることにより、物品「Ｂ」を、物品「Ａ」に対して観察されたものと等価の割合で銅を研磨するように作製することができる。代替的に、研磨時間を同じ割合で増大させることにより、等価な材料の除去を実現してもよい。最後に、研磨物品がワークピースを通過するレートを、上述した割合に従って増大させてもよい。
【００３９】
圧力、速度および時間の関係は周知であり略線形であるため、パラメータのうちの任意の２つまたは３つのパラメータすべてさえも、同じ結果、すなわち条件「Ｙ」に基づいて物品「Ｂ」によって除去される材料の量の１０％増大を達成するように、線形の組合せで変更してもよい。物品「Ｃ」が、条件「Ｘ」に基づいてウレタンワークピースから、物品「Ｂ」が条件「Ｘ」に基づいてウレタンワークピースから切断するより１０％少ない材料を切断する場合、同様の考察が適用される。この情報が名目条件「Ｙ」に基づいて銅を切断する場合に適用される場合、要求に応じて、夫々１１０／９０または１００／９０の割合で使用条件「Ｙ」を変更することにより、物品「Ｃ」が、物品「Ａ」または物品「Ｂ」のいずれかに等価なレートで銅を切断するようにすることができる。代替的に、物品「Ａ」または「Ｂ」を予測可能な方法で物品「Ｃ」のように実行させるように圧力（時間、速度もしくは任意の２つまたは３つすべての組合せ）を低減することができる。
【００４０】
便宜上、指標は、単純なカットレート、正規化されたカットレート、もしくはいずれかの測定値の逆数等、関数の結果であってもよい。研磨物品の各々に指示を含めてもよく、それら指示は選択されるマーキングによって異なる。別の実施形態では、同様の性能を有する物品を合せてグループ化し、それらにＡ、Ｂ、Ｃ、ＤまたはＥ等の文字または他の符号を割り当ててもよい。この場合、研磨物品に関連する指示は、エンドユーザに対し、「Ａ」でマーキングされた研磨物品を、公称性能を得るためにプロセス平均より６％高い垂直圧力で操作するように指示してもよい。「Ｂ」でマーキングされた物品を、プロセス平均より３％高い垂直圧力で操作する必要のある場合もある。「Ｃ」でマーキングされた物品を、プロセス平均で操作する必要のある場合もある。文字「Ｄ」でマーキングされた物品を、プロセス平均より３％低い垂直圧力で操作する必要のある場合もある。最後に、「Ｅ」でマーキングされた物品を、プロセス平均より６％低い垂直圧力で操作する必要のある場合もある。
【００４１】
さらに他の実施形態では、特定の研削またはポリシングシステムは、プロセス変数のうちの１つに対して相対的に反応しない場合がある。たとえば、個々の繊維に研磨物品がコーティングされたロフティな不織布によって金属物品に提供される表面仕上げは、その物品に対する圧力が個々の砥粒の金属面への浸透を変えるのではなく物品を加圧する可能性があるため、印加される圧力に対して比較的反応しない可能性がある。その場合、ユーザに対する指示は、矯正的調整を速度および時間の変数に対して制限する。さらに他の実施形態では、カットレートまたは表面仕上げと圧力、相対速度および時間という３つの独立した変数との関係は、上述した方法でとらえるには十分線形でない可能性がある。その場合、非線形関数が好ましい場合がある。それら関数は、物品を複数のパラメータまたは指標でマーキングすることと、ユーザに対し所望の動作条件を計算するためにより複雑な関数を提供することと、を必要とする場合がある。
【００４２】
ここで図２を参照すると、本発明による装置の別の実施形態が概略図に示されている。装置１２０は、概して、研磨ウェブ１２２の製造ラインの一部として使用されるように意図されている。図示するように、ウェブ１２２は、所定ウェブ速度を維持しながら製造方法を下流に移動する。フィードロール１２４は、ウェブ１２２を、ウェブ１２２に対し装置１２０においてまたはその近くでの支持も提供しながら、下流に移動させる。フィードロール１２４は、ウェブ１２２を、製造方法におけるさらなる処理のために装置１２０を通過して移動させる。ウェブ１２２を、別の場所で格納するかまたはさらに処理するために巻取ロール（図示せず）に巻きつけてもよい。本発明によれば、ウェブ１２２が装置１２０から下流に移動した後、ウェブ１２２に性能指標でマーキングする。上述したように、性能指標は、研磨ウェブ１２２の研磨性能を示す。ウェブ１２２は概して研磨材料の連続したシートであるため、研磨ウェブに対する性能指標はその所定長に対して適用可能であると考えられる。したがって、本発明では、長く連続した研磨ウェブに対し複数の性能測定値の計算または確定が企図される。
【００４３】
装置１２０は、第１位置と第２位置との間で移動するように構成される。第１位置では、図２に示すように、ウェブ１２２はワークピース１３２の第１端部１３４に接触する。本明細書で説明するように、装置１２０は、ウェブ１２２とワークピース１３２とが互いに接触しない第２位置（図示せず）を提供する。当業者は、ウェブ１２２およびワークピース１３２に対する他の相対位置が必要であるかまたは望まれる場合があり、本発明は２つのかかる相対位置に限定されるように意図されていない、ということを理解するであろう。図示する実施形態では、装置１２０は、シャフト１２８に取り付けられたヘッド部１２６を備える。シャフト１２８は、ピボットアーム１３０に取り付けられる。この構成では、シャフト１２８およびヘッド部１２６をピボットアーム１３０上で枢動させることにより、ヘッド部１２６が上述した第１位置と第２位置との間で配置可能である。第１位置では、ヘッド部１２６を、ワークピース１３２の第１端部１３４をウェブ１２２の研磨面に接触させてウェブ１２２の近くに配置する。この位置では、性能指標の測定を取得することができる。第２位置では、ヘッド部１２６とシャフト１２８とをウェブ１２２から離れるようにピボットアーム１３０で枢動させる。この第１位置では、装置１２０は、性能指標の測定から解放される。
【００４４】
装置１２０のヘッド部１２６は、ワークピース１３２を、ピボットアーム１３０およびシャフト１２８（位置決め手段）がヘッド部１２６を第２位置で保持する場合に、ワークピース１３２の第１端部１３４がウェブ１２２の研磨面に接触する位置にある、好ましい位置で保持する試験装置を提供する。ワークピース１３２は、研磨可能な第１端部１３４と第１端部１３４と反対側の第２端部１３６とを有する棒形状の物品である。ヘッド部１２６がウェブ１２２に隣接するように、ピボットアーム１３０およびシャフト１２８の枢動によりヘッド部１２６が第１位置に維持される時、ワークピースの第１端部１３４を、研磨ウェブ１２２に対して非接触位置に保持してもよい。この位置では、ワークピース１３２の第１端部１３４は、ウェブ１２２の研磨面と直接接触し、その場合、ワークピース１３２の第１端部１３４は研磨可能面である。
【００４５】
ワークピース１３２を、可逆回転可能なフィードロール１３８、１４０と定量オリフィスまたは保持ブラケット１４８とを備える第１保持手段により、ヘッド部１２６内に保持する。ロール１３８、１４０の回転を、サーボモータ１４２によって制御する。ロール１３８、１４０は、ワークピース１３２を保持するとともにウェブ１２２に向って前進させる役割を果たす。ヘッド部に保持クリップまたは定量オリフィス１４８を設けることにより、ワークピース１３２の第１端部１３４を支持するのを助ける。ワークピース１３２の第２端部１３６は、第１端部１３４の反対の方向にヘッド部１２６を越えて突出する。ワークピース１３２を、それがウェブ１２２と第１端部１３４との中間面で研磨されるに従い、フィードロール１３８、１４０を通して連続的にまたは間欠的に前進させてもよい。図示する実施形態では、ロール１２４は、ウェブ１２２をヘッド部１２６に関して所定の向きに保持する第２保持手段としての役割を果たす。位置センサ１４４等の電子センサをヘッド部１２６に関連付けることにより、ヘッド部１２６から研磨ウェブ１２２への距離を検出してもよい。コントローラ１４６を、ヘッド部とウェブ１２２との間に一定距離が維持されるように、フィードロール１３８、１４０を制御可能に駆動しそれによりワークピース１３２を前進させるようにセンサ１４４からの出力を処理する、１つの手段として概略図に示す。
【００４６】
ウェブ１２２を、ワークピース１３２の研削またはポリシングを容易にするために研磨ウェブ１２２をワークピースに対して移動させる手段としての役割を果たす、１つまたは複数の電動ドライブ（図示せず）によって駆動する。所定長のウェブ１２２に対するワークピース１３２の長さの変化を測定することにより、カットレートを計算してもよい。その後、性能指標を、本明細書で示した方法で計算した後、装置１２０からさらに下流でウェブ１２２の適当な長さにマーキングしてもよい。
【００４７】
図３および図４を参照すると、研磨物品を、シリコンウェハの化学機械平坦化に使用される従来のスラリーパッドを調整するように構成されたパッドコンディショナまたは調整ディスク２２２の形態で示す。ディスク２２２は、本発明による性能指標を含んでもよい研磨物品の１タイプを例示するものである。ディスク２２２は、たとえばステンレス鋼等の適当な材料から形成された基板２２８を含む。基板２２８は、第１主面２２４と第２主面２２６とによる厚さ「ｔ」を有する。第１主面２２４は、少なくとも部分的にマトリックス材またはバインダ２３２に埋め込まれた複数の研磨粒子２３０を備えた研磨面である。第１面２２４の周縁に沿って、粒子フリーゾーン２３４が設けられている。図示する物品２２では、第１面２２４の粒子フリーゾーン２３４における領域２３６内に性能指標＿＿＿＿が設けられている。性能指標は、たとえばエンドユーザによって直接読取り可能であってもよく、あるいは、機械読取り可能形式で（たとえば、バーコードとして）符号化されていてもよい。このように、性能指標を直接符号化してもよく、あるいは、それは、測定された性能指標を研磨物品に関連付ける、通し番号等の研磨物品に対する識別子を使用して検索することができるデータベースに存在してもよい。
【００４８】
領域２３６内の性能指標を、物品２２２の第１面２２４に付着されまたは関連付けられるように示すが、性能指標を、第２主面２２６に関連付ける等の別の方法で、研磨物品２２２に関連付けてもよい、ということが理解されよう。パッドコンディショナ２２２等の物品において、基板２２８は、指標を厚さ「ｔ」を有する側面２３８に沿って物品２２２に関連付けることができるような十分な厚さであってもよい。性能指標を、当業者が利用可能な任意の方法で研磨物品に関連付けてもよい。研磨物品の性質と、その構造で使用される材料と、種々の付着手段の相対費用と、研磨物品を性能指標でマーキングするために必要な装置の可用性と、によって、取付けの１つの方法が別の方法に対して好ましい場合がある。さらに、本発明の性能指標を、研磨物品の出荷および／または商用展示のために使用される個々のパッケージにプリントするかまたは他の方法でマーキングすることにより、研磨物品に関連付けてもよい。本発明は、性能指標を研磨物品に関連付けるいかなる特定の方法にも決して限定されない、ということが明らかなはずである。
【００４９】
論考した実施形態では、性能指標を、試験ワークピースに対する研磨物品のカットレートに関連付ける。かかる場合、力とカットレートとの関係は、エンドユーザの装置において性能指標の確定に使用された装置とおよそ同じであることが期待される。エンドユーザの研削またはポリシング作業で使用されたワークピース材料が、性能指標を確定するために使用されたものと異なる場合、エンドユーザは、最初にたとえば性能指標とカットレートとの関係を確立するために自身の装置を較正する必要のある場合がある。そして、その後、エンドユーザに提供される各研磨物品の性能指標を、上述した標準化に基づいて既知のカットレートに整合させてもよい。
【００５０】
さらに、製造方法中にいくつかの異なるワークピース材料の各々に対し、性能指標を確定してもよい。たとえば、研磨物品が１つの適用において鋼に対し別の適用においてガラスに対して使用される場合、研磨物品のマーカは、２つの異なるワークピース材料の各々に対し別々の性能指標を提供してもよいが、しかしながら、さまざまな動作条件に基づき多くの異なるワークピース材料に対し単一指標が適用可能となるため、これは通常必要とはならない。
【００５１】
研磨物品が研磨ウェブとして提供される場合、ウェブにプリントされるしるしは、典型的には、ウェブの長さにわたる平均カットレート（または他の特性）を表す。使用される長さは、当業者により、試験される研磨物品とその研磨物品に対する適用とに対する標準変動を考慮するように選択される。概して、平均化スパンが短くウェブ速度が高速であるほど、より高速かつ自動化された試験装置が必要になる。
【００５２】
性能指標を、物品またはその関連するパッケージにマーキングし、競争的な理由で符号化してもよい。また、性能指標を、接続するデータベースによりワークピースに関連付けてもよい。たとえば、物品またはそのパッケージは、ローカルまたはリモートデータベースにおいてルックアップキーとして使用される、通し番号または他の識別子を有してもよい。ルックアップ方法を、研磨物品を使用する装置がその物品または物品のパッケージに関連する識別子を読み取り、その後ローカルまたはリモートデータベースでルックアップを実行することによりその研磨物品に関連する性能指標を取得するように、自動化してもよい。好ましくは、装置は、性能指標を直接読み出すかまたはルックアップによりそれを取得する場合、オペレータの介入なしに圧力、速度または時間のうちの少なくとも１つを調整する。
【００５３】
本発明の上述した実施形態は例示的なものであってすべてのあり得る実施形態を包含するものではない、ということが理解されよう。たとえば、性能指標を提供するためにカットレートを使用することは、本発明を実施する単なる１つの方法である。他の性能指標を、たとえば、対象研磨物品の製造方法に含まれる試験装置においてワークピースに与えられる測定された仕上げに基づいて確定してもよい。好ましい実施形態のさらなる詳細を、以下の限定しない実施例において示す。
【実施例】
【００５４】
実施例１
研磨物品は、同じタイプの研磨適用において同じタイプの研磨物品に対し既知の平均より１０％高いカットレートを提供する。研磨物品に対し、１．１０の性能指標を割り当て、そのようにマーキングする。使用時、研磨物品をワークピースに付勢するために印加する力を、平均カットレートを確定するために使用された、印加された力の１／１．１０または０．９１の割合であるように計算する。計算された力を印加することにより、カットレートが、研磨物品製造方法に対するプロセス平均を表す物品のカットレートに非常に近似する。
【００５５】
実施例２
性能指標はカットレートの逆数であり、それを調整係数として説明する。カットレートは、平均より１０％高いように測定される。指標は、１／１０＝０．９１であり、物品にそのようにマーキングする。研磨物品のユーザは、研磨物品に対して印加する垂直方向の力を公称力の９１％まで低減し、研磨物品製造方法に対するプロセス平均を表す物品のカットレートに非常に近似するカットレートを取得する。
【００５６】
２つの物品の測定された性能は同じであるが、実施例１で適用されたマーキングされた性能指標値は、動作パラメータを取得するために除算を実行するため、１．１０であり、実施例２では、乗算を使用して性能指標０．９１を取得する。図１および図２の物品の性能を示すために、「１１０」および「９１」または「２２０」および「１８２」または「５５」および「４５．５」等、他のマーキングを使用してもよい。性能指標に使用する数値は、ユーザに対しマーキングをいかに使用するかに関して指示する限り、重要ではない。
【００５７】
実施例３
研磨物品は、同じタイプの研磨適用においてそのタイプの研磨物品に対する既知の平均より１０％低い所定の作動圧力で、ワークピースに対して所望の表面仕上げを提供する。研磨物品に対し１．１１の性能指標を割り当て、そのようにマーキングする。使用時、研磨物品をワークピースに対して付勢する時間（たとえば、秒）を、プロセス平均を表す研磨物品を使用して取得された仕上げに等価な表面仕上げを得るために必要な時間の１／１．１１または０．９０（９０％）の割合として計算する。
【００５８】
実施例４
研磨方法は、空気圧シリンダの空気圧を使用して、研磨物品をワークピースに付勢する。所望のカットレートを提供する平均したおよその空気圧（「公称圧力」）は既知である。研磨物品上の性能指標を使用して、研磨物品に対して用いられる圧力の量を微調整する場合の既存のばらつきを低減する。しかしながら、プロセス装置は、空気圧シリンダからいかなる圧力も加えられない場合でさえ一定の非ゼロ力をワークピースに対して提供するという点で、いわゆる「死（ｄｅａｄ）」荷重を加える、ということが知られている。このため、この実施例で説明する方法は、いかなる空気圧のない場合も非ゼロカットレートを考慮する空気圧シリンダに対し適当な圧力設定を確定する方法を提供する。
【００５９】
各々がカットレートに基づく性能指標でマーキングされた、３つの研磨物品を選択し、その３つの研磨物品の各々に対するカットレートを、公称圧力（たとえば、この実施例では「７０」）の０．５、１．０および１．５倍の印加圧力でワークピースに対して確定する。カットレートデータを、表１に示す。
【００６０】
表１
2005521565.tif 000003
【００６１】
測定されたカットレートを、性能指標によって示すように研磨物品の相対攻撃性（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅｎｅｓｓ）を考慮するように訂正する。研磨物品の各々に対し、観察されたカットレートを性能指標で除算する。この計算は、使用する装置の非ゼロ切片（この場合、正の圧力を示す）を考慮し、この計算を用いて新たな物品に対する適当な印加圧力を確定してもよい。
【００６２】
最小二乗回帰分析を使用して、（１）圧力対（２）割合、すなわちカットレート／性能指標（「ｃｕｔ／Ｐ．Ｉ．」）のプロットにおいて最良適合を確定する。線形プロット（傾き・切片形式で）を式（１）によって定義する。
ｃｕｔ／Ｐ．Ｉ．＝０．０１１４×圧力＋１．２００    （１）
カットレートを、式（２）によって与える。
カットレート＝Ｐ．Ｉ．×（０．０１１４×圧力＋１．２００）    （２）
２．００のカットレートを達成するために、圧力を式（３）に従って確定する。
圧力＝（（２．００／Ｐ．Ｉ．）−１．２００）／０．０１１４    （３）
【００６３】
このように、新たな研磨物品上の性能指標が０．８５である場合、２．００という所望のカットレートを得るために必要な空気圧を、以下のように、式（３）を使用して確定する。
圧力＝（（２．００／０．８５）−１．２００）／０．０１１４
すなわち、圧力＝１０１
【００６４】
カットレートと印加圧力との関係が、研磨方法において有用な圧力の範囲を通しておよそ線形である限り、この実施例で例示する方法は、研磨方法におけるばらつきを低減するのを助ける。
【００６５】
実施例５
２つの異なる研削機械を使用した。第１機械（「試験機械」）は、取引名称「コバーン・ロケット」（Ｃｏｂｕｒｎ  Ｒｏｃｋｅｔ）モデル５０７でオクラホマ州ムスコギのガーバー・コバーン（Ｇｅｒｂｅｒ−Ｃｏｂｕｒｎ（Ｍｕｓｋｏｇｅｅ，Ｏｋｌａｈｏｍａ））から入手可能なラッピング機を変更したものであった。試験機械を使用して、２ロットの研磨物品のカットレート特性を確定した。カットレートに基づいた性能指標でマーキングされた研磨物品を使用して研磨方法におけるばらつきの低減を立証するために、実際の研磨方法を表すものとして第２機械（「製造機械」）を使用した。
【００６６】
試験機械において、研磨物品としてラッピングフィルムを使用することにより、ポリシング実験を行った。ラッピングフィルムは、ミネソタ州セントポールのミネソタ・マイニング・アンド・マニュファクチャリング・カンパニー（Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ  Ｍｉｎｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａ））から取得し、それは、取引名称「２７２Ｌ」で市販されている。ラッピングフィルムは、約６０ミクロンの平均サイズを有する酸化アルミニウム研磨粒子を備えていた。
【００６７】
試験機械においてラッピング作業を行うことにより、５ｃｍ外径、４．４４ｃｍ内径を有し１．２７ｃｍ長の寸法を有する１０１８スチールリングの端面をポリシングした。ラッピングフィルムを切断して１０．２ｃｍ研磨ディスクを提供し、それを、両面テープを有する平坦なアルミニウム板に付着させた。潤滑剤（イリノイ州ダウナーズ・グローブのカストロール・インダストリアル・ノース・アメリカ（Ｃａｓｔｒｏｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｎｏｒｔｈ  Ａｍｅｒｉｃａ（Ｄｏｗｎｅｒｓ  Ｇｒｏｖｅ，ＩＬ））の５５５１Ａホーニング（Ｈｏｎｉｎｇ）オイル）を、約１滴／秒の割合で、ポリシングされている表面に加え、鋼ワークピースを、１分の総ランタイム中に１３３ニュートンの力を用いてラッピングフィルムに対して付勢した。カットレートを、リングから除去された鋼の質量を測定することによって確定した。カットレートデータを、ロット１研磨物品のカットレートに対して正規化した。そして、正規化したカットを、夫々の研磨物品の性能指標として使用した。カットレートデータを表２に示す。
【００６８】
表２
2005521565.tif 000004
【００６９】
製造機械を、スチールジャーナルをポリシングするために使用される機械の基本的な特徴を複製するように作製した。機械は、研磨ストリップ（１．２７ｃｍ幅）を使用してスチールリング（１０１８鋼、５ｃｍ外径×１．９ｃｍ幅）の外側円形表面をポリシングした。研磨物品を、圧力シューを用いてワークピースに対して付勢した。研磨物品の非研磨面とシューとの間の摩擦により、研磨物品がシューに対して固定して保持された。シューを、リングの軸に対して平行に、２３０振動／分で０．３２の振幅により振動させた。スチールリングをシャフト上でクランプし６０ｒｐｍで回転させた。長さの短い研磨物品を、７秒間右回りに回転した後次の７秒間左回りに回転するリングに対して保持した。空気シリンダを使用して、研磨物品に力を印加し、それをスチールリングに付勢した。リングと研磨物品との間の中間面に、希釈潤滑剤を加えた。潤滑剤は、取引名称「シムテック５００」（Ｃｉｍｔｅｃｈ  ５００）（オハイオ州シンシナティのミラクロン・マーケティング・カンパニー（Ｍｉｌａｃｒｏｎ  Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ  Ｃｏ．（Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，Ｏｈｉｏ）））で市販されており、それを、水により９５／５重量比（水／潤滑剤）まで希釈した。研磨物品に対する圧力は、印加された空気圧力の１．７６７倍であった。ワークピースに接触する研磨長は、約３．３ｃｍ長であった。１サイクルにおいてスチールリングの外径から除去された質量をグラムで測定することによりカットを確定した。
【００７０】
製造機械方法を試験することにより、標準ロット１を使用してカットレートが空気圧に対して線形であったか否かを判断した。データを表３に示す。
【００７１】
表３
2005521565.tif 000005
【００７２】
エンドユーザは、カットが印加圧力に対して線形であった（ｒ＝０．９７４によって示す）ことを確認すると、この時、将来のマーキングされた物品に対する性能指標から直接使用条件を計算することができる。相対速度、研削またはポリシング時間に基づきあるいはたとえば圧力、速度および時間の組合せに基づき、研磨方法に対し同様の計算が可能である。
【００７３】
製造機械の印加された垂直力は、１．００の正規化カットを有する研磨物品に対し空気シリンダにおいて２０７ｋＰａであった。上記から２０７ｋＰａデータは、０．０４７６ｇの平均カットを示した。そして、製造機械で、上述した研削方法においてロット２からの研磨物品使用した。最初に、研削データを、研削圧力および他の加工条件をロット１の研磨物品に対して使用したものと同じままで、ロット２研磨物品を使用して取得した。データを表４に示す。
【００７４】
表４
2005521565.tif 000006
【００７５】
そして、製造機械を、ロット２に関連する性能指標を補償するように調整された圧力で運転した。空気圧を、２０７×１／１．３０６＝１５８ｋＰａになるように調整した。結果としての研削データを表５に示す。
【００７６】
表５
2005521565.tif 000007
【００７７】
方法の所望のカットは、標準ロット番号１に対する公称性能である０．０４７６ｇ／製造パスであった。表６に示すように、性能指標の使用により空気圧を補償することによって、全プロセスばらつきが１２．２％から４．６％に低減した。
【００７８】
表６
2005521565.tif 000008
【００７９】
本発明の好ましい実施形態について上述したが、説明した実施形態に対する変形または変更は当業者の技術の範囲内にあり、以下の特許請求の範囲でさらに定義するように、かかる変形および変更は本発明の範囲内にある、ということが理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の原理による性能指標を確定する装置の一実施形態を示す概略図である。
【図２】本発明の原理による性能指標を確定する装置の別の実施形態を示す概略図である。
【図３】本発明の態様による性能指標を有する研磨物品の平面図である。
【図４】図３の研磨物品の側立面図である。
【図１】
2005521565.tif 000009
【図２】
2005521565.tif 000010
【図３】
2005521565.tif 000011
【図４】
2005521565.tif 000012
【国際調査報告】
2005521565.tif 000013
2005521565.tif 000014
2005521565.tif 000015