马 堃，金洙吉，董志刚，朱祥龙，康仁科

(大连理工大学精密与特种加工教育部重点实验室，辽宁 大连 116024)

0 引言

化学机械抛光(CMP)是激光晶体、蓝宝石衬底等光学元件的主流抛光工艺[1-2]。以单晶蓝宝石基片为例，通过化学机械抛光，可将表面粗糙度Ra降低到0.5 nm以下[3-4]。在CMP过程中，随着抛光液的腐蚀以及机械磨损，抛光盘的面形精度会不断降低，表面出现起伏，这会引起工件被加工面的压力分布不均匀，进而导致去除率分布不均匀，最终造成工件面形精度降低[5]。因此，对抛光盘面形进行在位测量十分具有必要性。抛光盘面形的在位测量可以实时、精确地反映抛光盘的面形，评价抛光加工去除率的稳定性，是抛光盘修整或更换的重要依据，对保证光学元件的加工质量具有重要意义。

目前，平面度测量的设备主要包括三坐标测量机和平面度检测仪[6-7]，其测量结果准确，效率高，但在进行抛光盘面形测量过程中需要将抛光盘拆下，这会使测量精度大打折扣。同时考虑到具体设备大小、造价、应用范围的限制，难以集成到抛光机上实现在位测量[8]；Mcgrath J等[9]提出抛光盘面形测量应采用非接触的方式，以防引入污染物或造成抛光盘表面变形；李千[10]提出接触式作为传统的测量方法，容易对表面产生划伤，对于精度要求很高的表面往往不适合，非接触测量方法可以避免该问题的产生;Liao D等[11]提出一种抛光盘面形在位测量方法，该方法使用移动的圆盘来覆盖位移传感器正下方的抛光盘微孔，可以使抛光盘的局部面形平均化，减弱抛光盘微孔给测量结果带来的影响。……