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Die Erfindung betrifft eine Poliervorrichtung und ein Verfahren zum Formen und Polieren einer Oberfläche eines zu polierenden Elementes.
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Stand der Technik
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Es sind Techniken zum Polieren einer Fläche eines optischen Bauteils oder eines Substrats durch den Strahl eines Fluids oder einer abschleifenden Suspension bekannt geworden. Beispielsweise offenbart die japanische Patentanmeldung
JP 05-057591 A die folgende Technik. Eine Linse wird durch den Druck einer Polierlösung gehalten, die aus einer großen Anzahl von Löchern in Werkzeugen ausgestoßen wird, die sich oberhalb und unterhalb der Linse befinden. Die zwei Flächen der Linse werden gleichzeitig vollständig poliert bzw. geschliffen, indem die Strahlöffnungen der Polierlösung und die Linse relativ zueinander rotieren. Bei dieser Vorgehensweise werden jedoch die zwei Flächen der Linse in ihrer Gesamtheit poliert bzw. abgeschliffen. Es ist nicht möglich, nur einen Teil der Linse auszuwählen und nur den ausgewählten Teil zu polieren.
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Die japanische Patentanmeldung
JP 05-201737 A offenbart die folgende Technik. Das Schneiden einer Glasscheibe und Polieren der geschnittenen Glasränder werden durch Verwendung eines Strahls bewerkstelligt, der aus einer Aufschlämmung eines in Wasser verteilten Schleifmittels besteht. Bei dieser Technik wird das Schneiden und Schleifen der geschnittenen Fläche dadurch bewerkstelligt, dass auf die Glasscheibe ein Strahl ausgestoßen wird, der eine Lösung mit verteiltem Schleifmittel enthält. Somit stößt ein Werkzeug die Strahllösung aus, während es sich parallel und senkrecht zu der Glasscheibenfläche bewegt. Mit dieser Technik kann eine Fläche mit einer konkaven oder konvexen Form, beispielsweise eine optische Linse, nicht poliert werden. Außerdem offenbart die japanische Patentanmeldung
JP 05-201737 A kein Mittel, mit dem die Richtung des Strahls geändert werden könnte.
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Die
US 5,951,369 B1 offenbart folgende Technik. Ein Flansch, der mit einer Polierlösung versehen ist, in der magnetische Abriebpartikel verteilt sind, wird gedreht. Dies ändert die Stärke des Magnetfeldes an einem Polierabschnitt. Damit ändert sich die Konzentration der magnetischen Abriebpartikel, so dass die Polierstärke gesteuert wird. Nach dieser Technik ist die Polierlösung mit den verteilten magnetischen Abriebpartikeln am Rand des Flansches angeordnet, und der Flansch wird in Kontakt mit einer Polierzone gebracht, so dass ein Poliervorgang erfolgt, der auf die Kontaktzone begrenzt ist. Bei diesem Verfahren kann die Polierintensität entsprechend der Stärke des Magnetfeldes geändert werden. Die Polierintensität ändert sich auch weitgehend entsprechend der Andruckkraft des Flansches an die Polierzone. Die Beziehung zwischen der Andruckkraft und der Einstellung der Polierintensität ist jedoch nicht offenbart. Somit ist es schwierig, die Polierintensität bzw. -größe der Polierzone fein einzustellen.
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Die
US 5,971,835 B1 offenbart die folgende Technik. Während ein Fluid mit darin verteilten magnetischen Abriebpartikeln auf ein rotierendes Werkstück gespritzt wird, wird die Spritzrichtung von einem Solenoid gesteuert. Die Polierposition wird auf diese Weise eingestellt. Gemäß dieser Technik ist die Änderung der Fluidspritzrichtung gegenüber dem Werkstück sehr klein. Deshalb ist es schwierig, eine Lösung auf eine unebene Fläche zu spritzen bzw. sprühen, die sich erheblich in der Richtung zu der Arbeitsfläche senkrecht oder in einem konstanten Winkel ändert.
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Die
DE 26 07 097 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandeln von Oberflächen, insbesondere zum Reinigen und/oder Schneiden von Oberflächen, bei dem ein Druckstrahl in einem vorgegebenen Frequenzbereich in Schwingungen versetzt wird. Bei diesem Stand der Technik geht es um das Behandeln von Metalloberflächen, Oberflächen von Baukörpern oder dgl.
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Die
US 5,636,558 B1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schneiden von Material, z. B. Textilbahnen, bei dem ein unter Hochdruck stehender feiner Flüssigkeitsstrahl entlang einer vorgegebenen Kurve über das Material geführt wird.
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Die
WO 99/26764 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen und Polieren der Oberfläche eines zu bearbeitenden Elements. Hierbei wird das zu bearbeitende Element aus einer oder mehreren Düsen mit einer Polierflüssigkeit bespritzt. Dadurch, dass die durch die Düsen ausgestoßenen Flüssigkeitsstrahlen so eingestellt werden, dass sie sich ab einer bestimmten Bearbeitungstiefe kreuzen, kann diese Bearbeitungstiefe eingestellt werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Poliervorrichtung und ein Polierverfahren anzugeben, mit der bzw. dem ein hochgradig präziser Poliervorgang ausführbar ist, sowie ein Programm für einen Computer zum Ausführen des Poliervorgangs und ein Aufzeichnungsmedium.
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Eine diese Aufgabe lösende Poliervorrichtung ist in Patentanspruch 1 beschrieben.
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Patentanspruch 7 beschreibt ein entsprechendes Verfahren zum Formen und Polieren einer Oberfläche des zu polierenden Elementes.
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Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine schematische Seitenansicht einer Poliervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2A und 2B sind Darstellungen zur Erläuterung von Fällen der ersten Ausführungsform, die mehrere Düsen haben;
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3 ist eine Darstellung zur Erläuterung eines Zustands eines Strahls einer Polierlösung bezüglich einem zu polierenden Bauteil gemäß der ersten Ausführungsfom;
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4A und 4B zeigen schematische Anordnungen von Düsen bei einer zweiten Ausführungsform;
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5A und 5B zeigen schematische Anordnungen weiterer Düsen bei der zweiten Ausführungsform;
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6 zeigt eine schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Zufuhr von Polierlösung bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine schematische Darstellung einer Steuereinrichtung für die Vorrichtung zur Zufuhr der Polierlösung bei der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
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8 ist ein Flussplan zur Erläuterung des Poliervorgangs gemäß der dritten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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(Erste Ausführungsform)
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1 zeigt eine schematische Anordnung einer Poliervorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist. Mit Bezug auf 1 hat ein Vorrichtungshauptkörper 1 eine Basis 1a und einen senkrechten Körper 1b auf der Basis 1a.
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Ein Arbeitstisch 2 befindet sich auf der Basis 1a des Hauptkörpers 1. Ein Drehtisch 3 ist auf dem Arbeitstisch 2 angeordnet. Der Arbeitstisch hält den Drehtisch 3 so, dass dieser in einer X-Y-Richtung bewegbar ist (in einer Ebene senkrecht zur Blattfläche der 1; „X-Y-Richtung” oder dergleichen bezieht sich nachfolgend auf eine Richtung senkrecht zu der Blattfläche der 1). Der Drehtisch 3 ist auf dem Arbeitstisch 2 um eine Z-Achse senkrecht zu der X-Y-Richtung drehbar (eine Richtung entlang der Z-Achse wird nachfolgend als „Z-Achsenrichtung” bezeichnet).
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Eine Einspannvorrichtung 4 befindet sich auf dem Drehtisch 4. Die Einspannvorrichtung 4 fixiert ein zu polierendes Zielelement bzw. Scheibenelement 5, das nachfolgend einfach als „Element 5” bezeichnet wird. Wenn das zu polierende Element 5 eine solche Form hat, dass eine mittige Position wie eine Linse erhalten wird, kann es von dem Drehtisch 3 und dem Zentrierungsmechanismus der Einspannvorrichtung 4 zentriert werden. Der Zentrierungsmechanismus bewirkt, dass das Drehzentrum des Drehtisches 3 und das zu erhaltende Zentrum des zu polierenden Elementes 5 zusammenfallen. Der Zentrierungsmechanismus kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass er eine Feinjustierung der Einspannvorrichtung 4 auf dem Drehtisch 3 in X und Y-Richtungen erlaubt. Wenn beispielsweise die Polierfläche des zu polierenden Elementes 5 eine ebene Fläche ist, muss die mittige Position des Elementes 5 nicht eingenommen werden. In diesem Fall wird eine stationäre Einspannvorrichtung verwendet. Aus dem obigen Grund ist die Einspannvorrichtung 4 austauschbar entsprechend der Form des zu polierenden Elementes 5 und den Polierbedingungen.
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Ein Z-Achsenträger bzw. Gestell kann zwischen dem Drehtisch 3 und der Einspannvorrichtung 4 vorgesehen sein, so dass das Element 5 in Z-Richtung bewegbar ist. Der Arbeitstisch kann so ausgebildet sein, dass mehrere zu polierende Elemente 5 darauf angeordnet werden können.
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Der aufrechte Körper 1b des Vorrichtungshauptkörpers 1 hat einen Tragarm 6, der in Richtung eines Pfeils A in 1 vertikal bewegbar ist. Der Tragarm 6 hat eine drehbare Basis 7 an seinem entfernten Ende. Die drehbare Basis 7 ist an dem freien Ende des Tragarms 6 so gelagert, dass sie in der Richtung drehbar ist, die in 1 mit dem Pfeil B angegeben ist. Die drehbare Basis 7 hat einen Düsentisch 8. Der Düsentisch 8 ist an der drehbaren Basis 7 in Richtung eines Pfeils C in 1 linear bewegbar.
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Der Düsentisch 8 hat eine Düse 10, die eine Polierlösung bzw. Polieraufschlämmung durch eine drehbare Basis 9 ausstößt. Die drehbare Basis 9 hat eine Halbkugelform oder ein so genanntes Universalgelenk, das in eine halbkugelförmige Aufnahmenut 8a des Düsentischs 8 eingesetzt ist. Damit kann die Richtung der Düse 10 bezüglich des zu polierenden Elementes 5 frei geändert werden.
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Die Düse
10 kann in der X und Y-Richtung verlagerbar bzw. verschiebbar sein. Ein piezoelektrisches Element kann zwischen der drehbaren Basis
9 und der Düse
10 angeordnet sein, um die Richtung einzustellen, in die die Polierlösung bzw. Polierflüssigkeit ausgestoßen wird. Die Düse
10 kann feinfühlig angetrieben werden durch Nutzung der Deformation des piezoelektrischen Elementes. Anstelle einer einzigen Düse
10 können auch mehrere Düsen
10 vorgesehen sein. In diesem Fall ist beispielsweise die folgende Anordnung möglich. Wie
2A zeigt, können mehrere Düsen
10 in einer Reihe an der drehbaren Basis
9 aufgereiht und linear in Richtung eines Pfeils der
2A bewegbar sein. Somit kann eine gewünschte Düse
10 dem zu polierenden Element
5 gegenüberliegend angeordnet werden. Alternativ kann, wie
2B zeigt, eine drehbare Anordnung wie ein Drehkopf oder Drehträger verwendet werden. Dabei können mehrere Düsen
10 an der drehbaren Basis
9 in Umfangsrichtung angeordnet sein und in Richtung eines Pfeils in
2B drehbar sein. Eine gewünschte Düse
10 kann damit dem zu polierenden Element
5 gegenüberliegend angeordnet werden. Mehrere Bausätze, die jeweils aus einem Tragarm
6, einer drehbaren Basis
7, einem Düsentisch
8 und einer drehbaren Basis
9 bestehen, können an dem senkrechten Körper
1b des Vorrichtungshauptkörpers
1 vorgesehen sein. Bei einer solchen Anordnung kann die Polierlösung aus mehreren Düsen gleichzeitig auf einen Abschnitt oder Abschnitte des Elementes
5 gespritzt werden, die nahe beieinanderliegen. In dem Polierschritt müssen beispielsweise mehrere Düsen manchmal in Winkeln zueinander angeordnet werden, da die drehbare Basis
9 oder der Düsentisch
8 stören. Selbst in diesem Fall können eine frühere Bearbeitungszone und eine spätere Bearbeitungszone gleichzeitig bearbeitet werden. Als Vorrichtung zum Halten der Düse
10 und zum Bewegen oder Drehen der Düse
10 kann ein Mehrachsenroboter verwendet werden, der in den
japanischen Patentanmeldungen KOKAI, Veröffentlichungs-Nr. 5-077151 und
5-277975 offenbart ist. In diesem Fall hat der Arm bevorzugt eine Schutzabdeckung, so dass der Abrieb nicht direkt in Kontakt mit dem Arm gerät.
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Bei der obigen Anordnung wird die Ausrichtung der Mitte des zu polierenden Elementes 5 und einer Zone, auf die die Düse 10 die Polierlösung spritzt, nachfolgend beschrieben.
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Zunächst sei angenommen, dass eine Richtung senkrecht zu der Ebene des zu polierenden Elementes 5, die in Kontakt mit der Polierzone steht (nachfolgend als „ebene Richtung” bezeichnet) und die Strahlrichtung aus der Düse 10 mit der Z-Richtung zusammenfallen. In diesem Fall stimmen die Mitte des zu polierenden Elementes 5 und die Drehmitte des Arbeitstisches 3 durch Feineinstellung der Einspannvorrichtung 4 miteinander überein. Damit kann die Ausrichtung der zu polierenden Zielzone als das Objekt dadurch bewerkstelligt werden, dass nur die X- und Y-Koordinaten des Arbeitstischs 2 und die X- und Y-Koordinaten der Düse 10 miteinander übereinstimmen.
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Es wird nun angenommen, dass die ebene Richtung der zu polierenden Zone und die Strahlrichtung aus der Düse 10 nicht mit der Z-Richtung zusammenfallen. Es wird angenommen, dass die Polierlösung aus der Düse 10 von oben auf die zu polierende Zone des Elementes 5 gespritzt werden soll. In diesem Fall müssen die Z-Richtungs-Koordinaten der zu polierenden Zone des Elementes 5, d. h. die Höhe bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird die Oberflächenform der zu polierenden Zone des Elementes 5 im Voraus gemessen. Die Z-Richtungs-Koordinaten werden auf der Basis der gemessenen Daten bestimmt. Die Ausrichtung der zu polierenden Zone als Objekt wird mittels einer gekrümmten Koordinate durchgeführt, zu der der Z-Koordinatenwert addiert ist.
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Um die Oberflächenform bzw. Flächenform des Elementes 5 und die Koordinaten der Zone zu messen, wird eine konfokale Abtastmethode, eine Interferenzstreifenmethode, eine dreidimensionale Meßmethode unter Verwendung eines Kontaktsensors, eine Methode unter Verwendung einer Oberflächenrauhigkeitmesslehre oder dergleichen verwendet.
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Wenn mehrere zu polierende Elemente 5 auf dem Arbeitstisch 2 angeordnet sind, werden die Oberflächenformen und die Koordinaten der Zonen der jeweiligen Elemente 5 vor dem Poliervorgang gemessen. Die Z-Koordinaten werden auf der Basis dieser Daten bestimmt. In diesem Fall werden die Oberflächenformen der Elemente 5 durch eine Messeinheit (nicht dargestellt) gemessen. Wenn nach dem Messen die Elemente 5 in die Polierpositionen bewegt werden, kann die Position oder der Winkel der Düse 10 bezüglich der jeweiligen Polierzonen auf der Basis der gemessenen Daten bestimmt werden. Deshalb kann der Poliervorgang fortlaufend ohne Entfernen der zu polierenden Elemente 5 ausgeführt werden, so dass die Effektivität der Bearbeitung verbessert ist. Verschiedene Oberflächenformdaten, Positionsdaten und dergleichen, die als Bedingungen für den Poliervorgang verwendet werden, werden in einem Speicher (nicht dargestellt) gespeichert und benutzt, wenn die Polierzonen und die Polierbedingungen festgelegt werden.
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Die Poliervorrichtung gemäß 1 ist mit einer Steuereinrichtung verbunden, die weiter unten beschrieben wird. Die von der Steuereinrichtung gesteuerte Poliervorrichtung stößt die Polierlösung aus der Düse 10 zu dem Element 5 aus, wie 3 zeigt, um einen Strahl 11 zu erzeugen. Die zu polierende Zone wird poliert bzw. geschliffen oder gereinigt, indem die Polierlösung darauf gespritzt wird. Das Polierverhältnis pro Einheit ändert sich dabei in Abhängigkeit von den Spritzbedingungen der Polierlösung. Eine Steuerung mit einem Polierverhältnis von etwa 0,01 μm/min wurde experimentell beobachtet. Wenn die Elastizität oder nicht-Elastizität der Abriebpartikel, die in der Polierlösung verteilt sind, ausgewählt wird, oder wenn die Spritzgeschwindigkeit und Zeit auf der Basis der in dem Speicher der Steuereinrichtung gespeicherten Daten gesteuert werden, kann die Präzision weiter verbessert werden. Wenn harte Abriebpartikel verwendet werden und die Spritzzeit verlängert ist, wird ein tiefes Polieren möglich.
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Wenn zudem bei dieser Ausführungsform der Poliervorrichtung ein Abstand D zwischen dem Element 5 und dem Strahlende der Düse 10 verändert wird, kann der Streubereich des Strahls 11 und die Fließgeschwindigkeit an der Spritzzone geändert werden. Wenn ein Winkel θ der Richtung der Senkrechten zu der Fläche der zu polierenden Zone und der Strahlrichtung geändert wird, kann der Strom des Strahls 11 nach dem Spritzen ebenfalls geändert werden. Die festgesetzten Werte von D und θ werden bestimmt unter Berücksichtigung der Polierbedingungen, Poliertiefe und Größe und dergleichen.
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(Zweite Ausführungsform)
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Nachfolgend wird die zweite Ausführungsform beschrieben. Da die grundsätzliche Anordnung der Poliervorrichtung dieselbe ist wie diejenige der 1, wird 1 auch dazu benutzt, die zweite Ausführungsform zu beschreiben.
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In 1 ist als Düse 10 eine Ein-Schichtdüse verwendet, die eine Art der Polierflüssigkeit ausstößt, wie 4A dies zeigt. Bei der zweiten Ausführungsform, die 4B zeigt, hat eine Düse 12 eine Mehrfachstruktur mit mehreren Austrittsöffnungen 12a, 12b und 12c. Wenn die Düse 12 gemäß 4B verwendet wird, können verschiedene Polierlösungen aus den jeweiligen Düsenöffnungen 12a, 12b und 12c ausgespritzt werden. Auf diese Weise können die Polierbedingungen leicht ausgewählt werden.
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Es kann auch eine Düse 13 oder 14 verwendet werden, die eine Düsenöffnung anderer Form hat, wie die 5A und 5B zeigen. Diese Düse 13 gemäß 5A hat einen kleinen Fließquerschnitt an der Düsenaustrittsöffnung 13a. Die Düse 14 gemäß 5B hat einen großen Querschnitt an der Düsenöffnung 14a. Wenn solche Düsen 13 und 14 wahlweise entsprechend den Polierbedingungen verwendet werden, kann ein hochgradig präziser Poliervorgang ausgeführt werden.
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Bei der zweiten Ausführungsform ist die Düse 10, 12, 13 oder 14 lösbar an der drehbaren Basis 9 an dem Düsentisch 8 gemäß 1 befestigt. Beispielsweise ist die Düse an einer drehbaren Basis 9 mit einer Schraube angebracht. Zur Düsenbefestigung kann jede Struktur verwendet werden, solange sie die Düsenzentrierung erleichtert und das Ausspritzen der Polierflüssigkeit zulässt. Eine Führung mittels eines Formstücks bzw. einer Fassung, ein Positionierstift und dergleichen sind vorgesehen, so dass die Richtung der Düse 10, 12, 13 oder 14 oder die Drehrichtung um die Achse konstant wird. Das Material der Düse 12, 13 oder 14 sowie der Düse 10 hat eine große Härte, beispielsweise eine Carbidlegierung, Rubin, Diamant, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Wolframcarbid oder Titannitrid sind verwendbar. Alternativ kann die Oberfläche der Düse mit diesem Material beschichtet sein.
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(Dritte Ausführungsform)
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Nachfolgend wird die dritte Ausführungsform beschrieben.
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6 zeigt die schematische Anordnung einer Vorrichtung zur Zufuhr der Polierlösung, die mit der mit Bezug auf 1 beschriebenen Poliervorrichtung verwendbar ist.
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Ein Tank 21 enthält eine vorbereitete Polierlösung 22 und hat ein Rührwerk 23, das das Ausfällen verhindert und eine gleichmäßige Konzentration der Zusammensetzung gewährleistet. Die Polierlösung 22 in dem Tank 21 wird von einer Pumpe 24 durch eine Versorgungsleitung 25 zu der Düse 10 der Spritzpoliervorrichtung befördert, die mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Die Polierlösung 22 wird dann auf das zu polierende Element 5 gespritzt. Dabei wird der Druck der der Düse 10 zugeführten Polierlösung von einer Druckmesseinrichtung 26 gemessen. Wenn der Druck der Polierlösung übermäßig hoch ist, arbeitet ein Entlastungsventil 27 und führt die Polierlösung zu dem Tank 21 zurück und stoppt die Pumpe 24. Die Pumpe 24 wird auch angehalten, wenn der Druck der Polierflüssigkeit nur über eine vorbestimmte Zeitspanne auf einen vorbestimmten Bereich ansteigt, oder wenn er über eine vorbestimmte Zeitspanne kleiner ist als der vorbestimmte Bereich bzw. die vorbestimmte Größe. In diesem Fall erfolgt ein Stoppsignal für die Pumpe 24 über die Steuereinrichtung, die 7 zeigt und die weiter unten beschrieben wird, zu der Pumpe 24, oder direkt, wenn die Pumpe 24 eine Steuerfunktion hat. Eine Bedienungsperson kann auch manuell einen Stoppschalter bedienen, um die Pumpe 24 zu stoppen.
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Wenn die Polierlösung aus der Düse 10 ausgespritzt wird, können Vibrationen in dem Strahl bzw. Fluss auftreten, in Abhängigkeit von dem Strom der Polierlösung in der Versorgungsleitung 25 und den Strahlbedingungen. Dadurch wird der Poliervorgang bisweilen beeinträchtigt. Ein Sammelbehälter 28 ist vorgesehen, um dies zu verhindern. Akkumulatoren mit Rohren unterschiedlicher Dicke oder einer Auslass/Einlassöffnung können ebenfalls wahlweise verwendet werden. Wenn eine Vibration erfasst wird oder wenn die Strömungsbedingung oder Spritzbedingung auf eine Vibration hindeuten, können diese Sammelbehälter wahlweise verwendet werden, um Vibrationen zu vermeiden.
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Ein Umschaltventil 29 ist mit der Versorgungsseite der Düse 10 verbunden. Wenn die Düse ausgetauscht werden soll, kann sie glatt ausgetauscht werden, wenn die Polierlösung in ein Auffanggefäß 31 durch Betätigung des Umschaltventils 29 über einen Bypaß 30 gefördert wird. Das Umschaltventil 29 kann auch den Entlastungsbypaß 30 freigeben, wenn die Vorrichtung nicht benutzt wird oder während des Anlaufens der Vorrichtung. Dabei kann der Strom der Polierlösung untersucht werden oder dergleichen.
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Die Polierlösung wird aus der Düse 10 ausgespritzt, zum Polieren verwendet und von dem Behälter 31 aufgenommen. Die Polierlösung kehrt dann über eine Leitung bzw. ein Rohr 32 zu dem Tank 21 zurück. Ein Filter 33 ist in das Rohr 32 in einem mittleren Bereich eingeschaltet. Der Filter 33 entfernt Polierstaub, der von dem Element 55 gelöst wurde, durch Verwendung eines Unterschieds in der Art der Partikel, beispielsweise Größe, spezifisches Gewicht, Magnetismus.
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Die Düse 10, das Element 5 und der Behälter 31 sind in eine Kammer 34 aufgenommen, die einen geschlossenen Raum bildet. Dies verhindert, dass die Polierlösung in andere Bereiche wie einen Gleitbereich eintritt. Außerdem verhindert die Kammer 34 das Verstreuen der Polierlösung. Wenn mehrere Düsen 10 vorgesehen sind, müssen Kammern 34 für die jeweiligen Düsen 10 vorgesehen sein. Dies verhindert eine Vermischung der Polierlösungen, so dass die Qualität des Poliervorgangs aufrecht erhalten werden kann.
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Die Zusammensetzung und die Konzentration der Zusammensetzung der Polierlösung werden entsprechend dem Material des zu polierenden Elementes 5, den Polierbedingungen, der Nutzungsdauer, der Art des Lösungsmittels und dergleichen bestimmt. Die Polierlösung enthält häufig eine Komponente, z. B. Wasser, ein Lösungsmittel oder eine Öllösung.
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Die Abriebpartikel in der Polierlösung können BK7 sein, wenn das zu polierende Element 5 aus BK7 als einem typischen Linsenmaterial besteht. Alternativ können die Abriebpartikel aus einem anderen Material als einem Kunstharz bestehen, beispielsweise Aluminiumoxid oder Diamant, was allgemein als Abriebpartikel für den Poliervorgang benutzt wird. Zusätzlich zu den Abriebpartikeln kann ein Füllmaterial beigegeben werden, um die Viskosität und das spezifische Gewicht einzustellen oder um eine chemische Veränderung wie eine Oxidation zu verhindern.
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Mit dieser Polierlösung kann ein Glaselement wie eine Linse oder ein Prisma, ein Filmüberzug auf einer Basis durch Beschichtung, beispielsweise ein Metallfilm, ein Oxidfilm oder ein Nitridfilm, ein Substrat wie eine dünne Platte oder Scheibe, ein Referenzfenster für optische Interferenz oder dergleichen als zu polierendes Element 5 poliert werden.
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7 zeigt eine schematische Anordnung der Steuereinrichtung, die die Vorrichtung zur Zufuhr der Polierlösung steuert. Mit Bezug auf 7 ist eine Steuereinheit 41 mit einer Antriebseinheit 42, einer Koordinatenerfassungseinheit 43, einer Signalinput/Outputeinheit 44, einem Speicher 45 und einem Monitor 46 verbunden. Die Steuereinheit 41 kann Daten wie ein Programm lesen, das in einem Speichermedium 47 gespeichert ist. Die Antriebseinheit 42 treibt den Arbeitstisch 2, den Drehtisch 3, den Haltearm 4, die drehbare Basis 7, den Düsentisch 8, die drehbare Basis 9 und dergleichen der Spritzpoliervorrichtung an, die mit Bezug auf 1 beschrieben ist. Die Koordinatenerfassungseinheit 43 erfasst die Position der Koordinaten des Arbeitstischs 2 oder der Düse 10, beispielsweise die Positionskoordinaten der jeweiligen Achsen, die in den Richtungen A, B und C bewegbar sind. Die Signalinput/outputeinheit 44 steuert den Druck der Polierlösung in der Leitung der Vorrichtung zur Zufuhr der Polierlösung, oder den Input/Output eines Signals, das den Betriebszustand der Pumpe 24 anzeigt, das Entlastungsventil 27 und dergleichen, wie mit Bezug auf 6 beschrieben sind. Die Steuereinheit 41 gibt ein/aus, erzeugt, speichert, wählt aus und registriert das Steuerprogramm, die Polierbedingungen und die Formdaten des zu polierenden Elementes 5. Die Ergebnisse dieser Vorgänge werden auf dem Monitor 46 angezeigt und in dem Speicher 45 gespeichert. Das Aufzeichnungsmedium 47, das das Programm der Steuereinheit 41 speichert, kann von jeder Art sein, beispielsweise eine Festplatte in der Steuereinheit 41, ein externer Hostcomputer, eine Magnetplatte, eine optische Platte oder dergleichen, die über eine Kommunikationsleitung oder -kanal oder dergleichen verbunden ist.
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Ein Vorgang, mit dem ein Poliervorgang ausgeführt wird, wird nachfolgend mit Bezug auf das Flussschema gemäß 8 beschrieben.
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Beim Betrieb eines Personalcomputers für ein Interferometer wird die Form der Oberfläche des zu polierenden Elementes 5 von einem optischen Interferometer gemessen (Schritt 801). Das Formmessergebnis wird in die Steuereinheit 41 eingegeben, in dem Speicher 45 gespeichert und auf dem Monitor 46 gleichzeitig angezeigt (Schritt 802).
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Dann werden durch Betätigung eines Personalcomputers zur Steuerung Daten des Messergebnisses in Formdaten konvertiert, die zum Polieren verwendet werden können (Schritt 804). In diesem Fall werden unnötige Daten weggelassen, und ein ID und zusätzliche Informationen werden neu hinzugefügt.
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Beim Polieren von Linsen wird ein Polierverfahren angewendet, bei dem die Linse um ihre Mitte rotiert. Aus diesem Grund werden die Koordinaten des Mittelpunkts zuerst aus der gesamten Form der Linsenfläche erhalten (Schritt 805). Die Formdaten werden dann von einem orthogonalen Koordinatensystem in ein gekrümmtes Koordinatensystem konvertiert (Schritt 806).
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Das Material des zu polierenden Bauteils 5 wird spezifiziert, und eine Poliergröße (Tabelle) einer gewünschten Methode wird vorbereitet (Schritt 807). Die Poliergrößen der jeweiligen Zonen werden auf der Basis der Tabelleninformationen und der Formdaten erhalten (Schritt 808). Die Zielform wird überprüft (Schritt 809). Danach wird eine Prozessdatentabelle erzeugt (Schritt 810). Die Prozessdatentabelle enthält Polierdaten für die jeweiligen Zonen, zusammen mit dem Material des zu polierenden Elementes 5, dem Typ der Polierlösung, der Form der Düse 10, die Bedingungen der Leitungen und dergleichen und eine Zeitdauer zum Ausspritzen der Polierlösung. Die Prozessdaten werden auf dem Monitor 46 angezeigt (Schritt 811). Die festgelegten Prozessdaten werden zu der Poliervorrichtung übertragen (Schritt 812), und das Element 5 wird poliert (Schritt 813).