專利名稱：半球形拋光墊的形成和組裝方法
半球形拋光墊的形成和組裝方法本申請(qǐng)是國(guó)際申請(qǐng)日為2008年12月22日、國(guó)際申請(qǐng)?zhí)枮镻CT//US2008/013982、進(jìn)入中國(guó)國(guó)家階段的申請(qǐng)?zhí)枮?00880124117. 3、名稱為“用于形成軟膏拋光墊的方法和裝置”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種諸如用于拋光半導(dǎo)體器件的新型軟膏墊構(gòu)造，以及制造該新型軟膏墊的方法和制造該軟膏墊所用的裝置。諸如但不限于絕緣體上的半導(dǎo)體(SOI)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件制備成可有相對(duì)平坦的半導(dǎo)體層可利用，在該半導(dǎo)體層上形成電子部件。SOI技術(shù)對(duì)于在包括有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器、液晶顯示器(IXD)、有源矩陣顯示器在內(nèi)的顯示器，集成電路，光伏器件，薄膜晶體管應(yīng)用等中的使用變得日益重要。最通常用于絕緣體結(jié)構(gòu)上的半導(dǎo)體的半導(dǎo)體材料是硅。SOI結(jié)構(gòu)可包括絕緣材料上的基本上為單晶硅的一個(gè)薄層(通常O. 05-0. 3微米厚，但在某些情況下厚5微米)。用于在多晶硅上形成TFT的現(xiàn)有技術(shù)工藝致使硅的厚度在約50nm數(shù)量級(jí)。如稍后將討論的那樣，可通過(guò)控制將硅層鍵合到襯底(例如玻璃或玻璃陶瓷襯底)的工藝參數(shù)來(lái)調(diào)整硅層厚度。在顯示器應(yīng)用中，硅層厚度通常在50-150nm范圍內(nèi)。除了硅層厚度之外，硅層的表面粗糙度對(duì)于獲得高性能TFT也是很關(guān)鍵的。在將硅層剛剛鍵合到襯底(所謂的“制造狀態(tài)”SOI)之后表面粗糙度通常在I-IOnm范圍內(nèi)。因此，通常進(jìn)行后續(xù)工藝來(lái)降低半導(dǎo)體(硅)層厚度并降低硅層粗糙度。以下將討論這些工藝?？s寫SOI在此總地用于指絕緣體上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括但不限于絕緣體上的硅結(jié)構(gòu)。類似地，縮寫SiOG可總地用于指玻璃上的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，包括但不限于玻璃上的硅和/或玻璃陶瓷上的硅結(jié)構(gòu)。SOI結(jié)構(gòu)包含SiOG結(jié)構(gòu)。得到SOI的各種方法包括硅(Si)在晶格匹配襯底上的外延生長(zhǎng)。一種替代工藝包括將單晶硅晶片鍵合到已經(jīng)生長(zhǎng)SiO2的氧化層的另一硅晶片上，接著將頂部晶片向下拋光或蝕刻成例如O. 05至O. 3微米的單晶硅層。其它方法包括離子注入方法，其中注入氫離子或氧離子，以在注入氧離子的情況下在由Si覆蓋的硅晶片內(nèi)成形埋入的氧化層，或在注入氫離子的情況下將薄Si層分離(剝離)以鍵合到具有氧化層的另一 Si晶片上。前兩種方法在成本和/或鍵合強(qiáng)度和耐久性方面并未產(chǎn)生令人滿意的結(jié)構(gòu)。包括氫離子注入的后一種方法已經(jīng)引起了一定的關(guān)注，并被認(rèn)為優(yōu)于前面的方法，因?yàn)樗枰淖⑷肽芰啃∮谘蹼x子注入的50%且所需要的劑量要低兩個(gè)量級(jí)。美國(guó)專利第5，374，564號(hào)揭示了一種使用熱處理獲得襯底上的單晶硅膜的工藝。具有平坦面的硅晶片經(jīng)受以下步驟(i)通過(guò)離子對(duì)硅晶片表面的轟擊注入形成一層氣體微泡，氣體微泡限定構(gòu)成硅晶片的下部區(qū)域和構(gòu)成薄硅膜的上部區(qū)域；(ii)用剛性材料層(諸如絕緣氧化材料)接觸硅晶片的平坦表面；以及(iii)對(duì)硅晶片和絕緣材料的組件熱處理的第三階段，熱處理的溫度在進(jìn)行離子轟擊的溫度以上。該第三階段采用足以將硅薄膜和絕緣材料鍵合到一起的溫度，以形成微泡內(nèi)的壓力效應(yīng)，并使薄硅膜與硅晶片的其余部分分離。(由于這些高溫步驟，該工藝不能用于較低成本的玻璃或玻璃陶瓷襯底)。美國(guó)專利第7，176，528號(hào)中揭示了一種生產(chǎn)SiOG結(jié)構(gòu)的工藝。步驟包括(i)將硅晶片表面暴露于氫離子注入以形成鍵合表面；(ii)使晶片的鍵合表面與玻璃襯底接觸；
(iii)對(duì)晶片和玻璃襯底施加壓力、溫度和電壓以促進(jìn)其間的鍵合；以及(iv)將結(jié)構(gòu)冷卻到常溫以便于玻璃襯底和硅薄層與硅晶片分離。 如果在注入之前在硅表面上沒(méi)有氧化的話，通過(guò)調(diào)節(jié)注入能量，可將半導(dǎo)體(例如硅)層厚度降低到300-500nm，這對(duì)于SiOG工藝來(lái)說(shuō)是理想的。應(yīng)當(dāng)將該層從300_500nm的厚度降低到小于約lOOnm。在剛剝離后形成的SOI結(jié)構(gòu)可能呈現(xiàn)表面粗糙(例如約IOnm或更大)、過(guò)大的硅層厚度(即使認(rèn)為該層“薄”)以及硅層的注入損壞(例如由于形成非晶化硅層)。非晶化硅層的厚度可以是約50-150nm且應(yīng)當(dāng)將非晶化硅層去除以得到用于后來(lái)形成的電子部件的所要求的電子特性?；瘜W(xué)機(jī)械拋光(CMP)是在硅層已經(jīng)從施主硅晶片剝離之后減薄硅層厚度、降低硅層粗糙度并去除非晶化硅層的典型工藝。使用與包含研磨膏的織物拋光墊(有時(shí)是纖維的)聯(lián)接的研磨膏來(lái)完成用于SiOG結(jié)構(gòu)應(yīng)用的CMP。研磨膏是研磨顆粒和液體載體的混合物，液體載體可能是去離子水。拋光墊鍵合(通過(guò)粘結(jié)劑)到轉(zhuǎn)動(dòng)壓板。所要拋光的SOI結(jié)構(gòu)和拋光墊經(jīng)受泵吸的漿液流，且通過(guò)將充有研磨劑的拋光墊強(qiáng)制抵靠SOI的半導(dǎo)體材料，致使半導(dǎo)體表面的材料去除并隨后拋光來(lái)完成拋光作用。在大多數(shù)情況下，壓板和所要拋光的SOI結(jié)構(gòu)是平坦構(gòu)造。形成拋光墊形成并將其組裝到壓板，使形成的墊表面光滑且均勻，沒(méi)有否則會(huì)產(chǎn)生拋光均勻性問(wèn)題的褶皺或表面不規(guī)則。在平坦拋光墊的情況下，相對(duì)直接的任務(wù)是切割該墊并將該墊安裝到平坦拋光壓板。墊的形式切割成符合壓板(是平坦的)的輪廓，并用壓敏粘合劑將該墊鍵合到壓板。在大多數(shù)情況下，拋光墊和壓板(以及其帽)是平坦的圓形幾何形狀。在更近期的研究開發(fā)中，將拋光墊安裝到半圓形帽上，該半圓形帽使切向工具能夠接觸拋光諸如透鏡之類的球形形狀。切向工具接觸工藝也可用于拋光諸如SOI結(jié)構(gòu)的平坦表面。這通常通過(guò)確定性拋光來(lái)進(jìn)行，確定性拋光是其中拋光墊的接觸面積比SOI結(jié)構(gòu)的需要拋光的面積顯著小的研磨工藝。通過(guò)將帽轉(zhuǎn)動(dòng)(以及附連的拋光墊)并同時(shí)沿SOI的半導(dǎo)體層的輪廓以預(yù)定掃描模式來(lái)移動(dòng)該帽來(lái)進(jìn)行材料去除工藝。盡管有不同的掃描模式可用，最通用的模式是一系列緊密間隔的平行線(光柵)，類似于常規(guī)電視機(jī)的陰極射線管上的掃描線模式。對(duì)SOI減薄和降低粗糙度的要求相當(dāng)嚴(yán)格。要求最終半導(dǎo)體層厚度控制在約±8nm的精確度。半球形帽的曲率半徑引起將平坦拋光墊以順滑無(wú)褶皺方式牢固地安裝到圓弧形帽的挑戰(zhàn)，褶皺會(huì)對(duì)拋光工藝產(chǎn)生不利影響。褶皺和/或拋光墊的其它不規(guī)則性可能不利地影響拋光工藝，就像帽的轉(zhuǎn)動(dòng)偏移會(huì)對(duì)材料去除產(chǎn)生重大影響。應(yīng)當(dāng)理解，拋光墊轉(zhuǎn)動(dòng)的任何偏心度(來(lái)自帽本身、墊上的褶皺、對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題等)會(huì)致使半導(dǎo)體層的厚度變化。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，僅帽偏心度會(huì)使厚度變化約15nm，大于所要求的層厚公差。拋光墊上除了褶皺之外的其它不規(guī)則性可能顯著增加該變化。用于形成半球形拋光墊的常規(guī)技術(shù)是用板材切割成圓形、用丙酮(或類似溶劑)軟化該材料并然后將墊壓入兩部分模具內(nèi)。該模具包括具有凸出表面的底部模具部分以及具有相應(yīng)凹陷表面的頂部模具部分。圖I示出去除了頂部模具之后的現(xiàn)有技術(shù)半球形墊10。注意在墊10的圓周邊緣處有褶皺12?？紤]到前述內(nèi)容，本領(lǐng)域需要用于生產(chǎn)半球形拋光墊的新型方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，拋光墊的幾何形狀包括配合現(xiàn)有半球形帽的尺寸的外徑以及限定中心孔的內(nèi)徑。墊的外徑上的一組等間距的徑向狹槽使材料能夠去除，消除模制和附連到帽時(shí)材料的積聚。這可減少材料褶皺并能夠更順滑地配裝。墊的中心孔使墊中的材料更有柔性并減少褶皺，并還提供使基準(zhǔn)按鈕(由比墊材料硬的材料制成)能夠放置在帽上的結(jié)構(gòu)，該按鈕用于相對(duì)于所要拋光的表面設(shè)置工具軸線位置。在成形前，通過(guò)將拋光墊沿多個(gè)徑向方向在邊緣(諸如臺(tái)面邊緣)上滾轉(zhuǎn)、使墊纖維屈服、減少材料記憶并使墊能夠更有柔性并符合帽的凸出形狀來(lái)調(diào)節(jié)拋光墊。該墊材料包含溶劑以使其更有柔性和順應(yīng)性，并然后壓在帽體(作為底部模具部分)上。將柔性囊、即充氣氣動(dòng)囊與帽體相對(duì)壓在墊上，該囊在充脹到一定壓力時(shí)能夠?qū)|施加均勻的氣動(dòng)力。該加壓技術(shù)使墊能夠均勻地順應(yīng)帽體，產(chǎn)生較小的墊不規(guī)則性、以及較大的拋光精度和可預(yù)測(cè)性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，用于拋光半導(dǎo)體表面的拋光墊包括具有中心和外周緣的圓形體；以及從外周緣朝向中心延伸的多個(gè)狹槽。該本體是半球形穹頂形狀。當(dāng)拋光墊處于平坦定向時(shí)，多個(gè)狹槽可包括沿其長(zhǎng)度大致恒定的寬度?；蛘?，當(dāng)拋光墊處于平坦定向時(shí)，寬度可沿其長(zhǎng)度從周緣朝向中心漸縮。當(dāng)采用12個(gè)狹槽時(shí)，它們可圍繞本體的周界均勻布置，彼此間隔約30度的角度。當(dāng)采用6個(gè)狹槽時(shí)，它們可圍繞本體的周界均勻布置，彼此間隔約60度的角度。拋光墊可包括設(shè)置在本體中心處的孔。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)另外實(shí)施例，用于形成用于拋光半導(dǎo)體表面的半球形拋光墊的裝置包括第一壓板；帽體，該帽體聯(lián)接到第一壓板并具有方向遠(yuǎn)離第一壓板并可操作以接納拋光墊預(yù)成形件的穹頂形成形表面；第二壓板，該第二壓板與第一壓板間隔開；囊，該囊聯(lián)接到第二壓板并面向帽體的穹頂形成形表面；以及壓力機(jī)構(gòu)，該壓力機(jī)構(gòu)聯(lián)接到第一和第二壓板并可操作以將第一和第二壓板推向彼此以促進(jìn)囊配合抵靠拋光墊預(yù)成形體。壓力機(jī)構(gòu)可操作以將第二壓板朝向第一壓板移動(dòng)一定距離，從而將囊設(shè)置在離開帽體的穹頂形成形表面預(yù)定距離處。壓力機(jī)構(gòu)可包括將第一和第二壓板鎖定以使囊處在預(yù)定距離處的一個(gè)或多個(gè)夾持件。該囊可操作以響應(yīng)于流體壓力的變化而施加可控力，使得帽體的穹頂形成形表面從一側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體，且囊從相反側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體。該流體可以是液體或諸如空氣的氣體。該裝置的使用方法包括將拋光墊預(yù)成形體放置在穹頂形成形表面上；將囊與穹頂形成形表面和拋光墊預(yù)成形體相對(duì)設(shè)置；用流體充脹該囊，使得帽體的穹頂形成形表面從一側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體，且囊從相反側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體；以及將加壓步驟保持預(yù)定時(shí)段來(lái)形成半球形拋光墊。在充脹步驟期間，囊內(nèi)的壓力可增加到約I巴。在將拋光墊預(yù)成形體放置到穹頂形成形表面上之前，墊預(yù)成形體可沿多個(gè)徑向方向在直線邊緣上滾轉(zhuǎn)和/或拖曳，使得拋光墊預(yù)成形體的材料纖維屈服且拋光墊預(yù)成形體變得更有柔性。另外地或替代地，墊預(yù)成形體可用溶劑浸泡，使拋光墊預(yù)成形體更有柔性。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在將在此本發(fā)明的說(shuō)明書與附圖結(jié)合時(shí)，其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)等將會(huì)變得顯而易見。


為了對(duì)本發(fā)明的各方面進(jìn)行說(shuō)明，示出目前較佳的附圖形式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所示出的精確設(shè)置和方法。圖I是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的拋光墊的立體圖；圖2是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的拋光墊的預(yù)成形切口的俯視示意圖；圖3是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例的替代拋光墊的預(yù)成形切口的俯視不意圖；圖4、5和6是用于形成根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的拋光墊的裝置的立體圖、局部剖切圖；圖7是用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用圖2的切口形成的拋光墊的立體圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的用圖3的切口形成的拋光墊的立體圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的構(gòu)件，在圖2中示出用于切向工具接觸拋光諸如透鏡的球形、諸如SOI結(jié)構(gòu)的平坦表面等的拋光墊預(yù)成形體20。盡管拋光墊預(yù)成形體20是平坦的，但在成形工藝之后，會(huì)形成半球形穹頂形狀，這是用于切向工具接觸拋光的預(yù)期構(gòu)造。拋光墊預(yù)成形體20包括具有中心24以及外周緣26的圓形體22。墊預(yù)成形體20的具體材料可以選自已知材料和由已知應(yīng)商中供應(yīng)的任何一種。多個(gè)狹槽28從外周緣26朝向中心24徑向延伸。如下文將更詳細(xì)討論的，狹槽28使材料能夠去除，消除在墊預(yù)成形體20模制并附連到切向工具(未示出)的帽時(shí)的材料積聚。這就可減少材料褶皺并能夠更順滑地配裝。在圖2所示的實(shí)施例中，狹槽28各包括沿其長(zhǎng)度大致恒定的寬度。在該實(shí)施例中，圍繞本體22的周緣26均勻地設(shè)置多個(gè)狹槽28，使狹槽28彼此隔開約30度的角度。可以幾種方式來(lái)表達(dá)該實(shí)施例的狹槽28的細(xì)節(jié)，諸如絕對(duì)尺寸、相對(duì)尺寸等。例如，狹槽28的寬度可以約為O. I至約O. 4英寸，而狹槽28的長(zhǎng)度可以約為O. 25至約O. 5英寸。在相對(duì)方面中，狹槽的寬度可以是其長(zhǎng)度的約20%-160%。狹槽的寬度相對(duì)于本體22的直徑可以為該直徑的約2%至約10%英寸，而狹槽的長(zhǎng)度可以為該直徑的約6%至約15%。在該特定構(gòu)造中，本體22的直徑約4英寸(盡管應(yīng)當(dāng)理解也可考慮其它直徑)。在本體22的中心處設(shè)置孔29，且該孔較佳地為圓形構(gòu)造?？?9的尺寸可表達(dá)為絕對(duì)或相對(duì)方面。例如，孔的直徑可以是約O. 5-1. O英寸，或本體22的直徑的約15% -25%。從墊預(yù)成形體20的中心24去除材料使本體22的材料更有柔性，這會(huì)減少最終成形的墊(將在下文詳細(xì)討論)上的褶皺。參照?qǐng)D3，示出也用于切向工具接觸拋光的替代的拋光墊預(yù)成形體30。同樣，盡管拋光墊預(yù)成形體30是平坦的，但在成形工藝之后，會(huì)形成半球形穹頂形狀。拋光墊預(yù)成形體30包括具有中心34以及外周緣36的圓形體32。同樣，多個(gè)狹槽38從外周緣36朝向中心34徑向延伸。在該實(shí)施例中，當(dāng)拋光墊預(yù)成形體30處于平坦定向時(shí)，狹槽38各包括沿其長(zhǎng)度從周緣36朝向中心34漸縮的寬度。在該實(shí)施例中，圍繞本體32的周緣36均勻地設(shè)置多個(gè)狹槽38，使狹槽38彼此隔開約60度的角度。墊預(yù)成形體30的該實(shí)施例的狹槽38的細(xì)節(jié)包括狹槽38在周緣36處的寬度約O. I至約O. 4英寸(例如當(dāng)墊預(yù)成形體的直徑約為4英寸時(shí))。狹槽38的長(zhǎng)度約為O. 5-1. 5英寸。狹槽38可漸縮到一點(diǎn)、倒圓角的或者可直線切穿。在相對(duì)方面中，狹槽38在周緣36處的寬度可以是其長(zhǎng)度的約6% -80%。狹槽38在周緣處的寬度相對(duì)于本體32的直徑可以為該直徑的約2%至約10%英寸，而狹槽38的長(zhǎng)度可以為該直徑的約12%至約40%。圖4-6示出用于用預(yù)成形體諸如以上討論的墊預(yù)成形體20和墊預(yù)成形體30的墊預(yù)成形體形成半球形拋光墊20A的裝置50。裝置50包括彼此間隔開的第一和第二壓板100、200。第二壓板200相對(duì)于第一壓板100可動(dòng)(盡管在其它實(shí)施例中該功能可以相反或兩個(gè)壓板都可動(dòng))。第一壓板100可操作以可松開地接納帽體102。帽體102包括方向遠(yuǎn)離第一壓板100并可操作以接納拋光墊預(yù)成形件20的穹頂形成形表面104。第二壓板200可操作以接納面向帽體102的穹頂形成形表面104的囊202。充氣端口 206與囊202的內(nèi)部容積連通以從其輸送和排出流體(液體或諸如空氣的氣體)。如從圖5的剖視圖中可清楚看出的，囊202包括壓抵墊預(yù)成形體20、30以隨著囊202內(nèi)壓力增加而改變角度的配合表面208。當(dāng)壓板100、200隔開較遠(yuǎn)時(shí)(如圖4和5所示)，囊202的配合表面208形成凸形，如囊型設(shè)備所期望的那樣。裝置50包括壓力機(jī)構(gòu)，該壓力機(jī)構(gòu)可操作以將第二壓板200朝向第一壓板100移動(dòng)一定距離，從而將囊202設(shè)置在離開帽體102的穹頂形成形表面104預(yù)定距離處。壓力機(jī)構(gòu)包括固定在第一壓板100上并可滑動(dòng)地接納在第二壓板200的孔302內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)桿300。壓力機(jī)構(gòu)還包括固定在第一壓板100內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)夾持件304A、304B、304C，夾持件與第二壓板200 (通過(guò)互補(bǔ)機(jī)構(gòu))配合并將第一和第二壓板100、200鎖定，使囊202處于預(yù)定距離處?？捎寐菟ê突パa(bǔ)螺紋柱來(lái)形成鎖定件304。當(dāng)壓板100、200彼此間隔很近(如圖6所示)時(shí)，囊202的配合表面208壓抵拋光墊預(yù)成形體20、30。囊202 (和其配合表面208)的形狀從凸形相反地變成凹形，以與帽體102的穹頂形成形表面104和墊預(yù)成形體20、30的形狀互補(bǔ)。響應(yīng)于通過(guò)端口 206引入的流體的量和/或壓力的變化，囊202可操作以賦予可控力，使得帽體102的穹頂形成形表面104從一側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體20、30，且囊202的配合表面208從相反側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體20、30。囊202內(nèi)的壓力可增加到約I巴以提供足夠的力(一段預(yù)定時(shí)間)來(lái)形成穹頂形墊。在將拋光墊預(yù)成形體20、30放置到帽體102的穹頂形成形表面104上之前，墊預(yù)成形體20、30可沿多個(gè)徑向方向在直線邊緣上滾轉(zhuǎn)和/或拖曳，使得拋光墊預(yù)成形體20、30的材料纖維屈服且拋光墊預(yù)成形體20、30變得更有柔性。另外地或替代地，在將墊預(yù)成形體20、30放置到穹頂形成形表面104上之前，可用溶劑浸泡拋光墊預(yù)成形體20、30來(lái)增加其柔性。圖7示出當(dāng)墊預(yù)成形體20用在裝置50中時(shí)形成的拋光墊20A。注意，在周緣26處沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)情況那樣的褶皺。墊20A的中心孔29使材料更有柔性，由此減少褶皺?？?9還提供使基準(zhǔn)按鈕70 (由比墊材料硬的材料制成)能夠放置在帽103的穹頂形成形表面104上的結(jié)構(gòu)。按鈕70用于相對(duì)于所要拋光的表面設(shè)置工具軸線位置。按鈕70用于填充中心孔29并應(yīng)當(dāng)具有與形成的拋光墊20A相同的厚度。按鈕70可以是硬度值更大的材料，以防止在探測(cè)功能過(guò)程中被壓縮。該探測(cè)功能設(shè)定拋光墊表面相對(duì)于部件表面(所要拋光的部件)的位置以能夠控制施加到部件表面的拋光壓力的量。此外，探測(cè)功能將探測(cè)部件表面相對(duì)于機(jī)器軸線的幾何誤差，并能夠在拋光運(yùn)動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行補(bǔ)償。按鈕70與部件表面在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)接觸，且機(jī)器控制器接收來(lái)自機(jī)器軸線內(nèi)傳感器的反饋以確定部件和拋光墊位置。在探測(cè)過(guò)程中，將軸線饋送到部件內(nèi)，直到拋光裝置的軸線負(fù)載單元探測(cè)到觸發(fā)負(fù)載為止。當(dāng)探測(cè)到觸發(fā)負(fù)載時(shí)，記錄軸線位置。該接觸負(fù)載/位置感測(cè)用于電子地繪制出部件表面。較硬的中心按鈕70在用于探測(cè)部件表面時(shí)產(chǎn)生較小的可重復(fù)性誤差。如果中心按鈕70顯著被壓縮，其會(huì)產(chǎn)生不可重復(fù)的探測(cè)觸發(fā)負(fù)載，這又產(chǎn)生位置可重復(fù)性誤差?？椢飹伖鈮|往往產(chǎn)生幾微米的繪圖誤差。圖8示出當(dāng)墊預(yù)成形體30用在裝置50中時(shí)形成的拋光墊30A。再次注意，在周緣36處沒(méi)有現(xiàn)有技術(shù)情況那樣的褶皺。成形裝置50也可用于將形成的拋光墊20膠粘到拋光帽103上。這通過(guò)去除帽體102 (圖5-6)并將拋光帽103 (圖7)安裝到第一壓板100上來(lái)實(shí)現(xiàn)。在將帽103安裝到第一壓板100之前或之后，將粘合劑放置在帽103的適當(dāng)表面上。通過(guò)第一壓板100上的流體配件(端口)106將由柔性材料制成的帽103充脹到所要求的工作壓力。將形成的拋光墊20輕輕放在帽103上。接著，使第二壓板200下降并將第二壓板200以與形成拋光墊20時(shí)(如上所述)相同的方式鎖定在位。氣動(dòng)囊202內(nèi)的壓力可調(diào)節(jié)成平均地分布負(fù)載并將墊20擠壓就位而沒(méi)有褶皺或松動(dòng)的粘合區(qū)域。盡管在此參照特定實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明原理和應(yīng)用的說(shuō)明。因此，應(yīng)當(dāng)理解可對(duì)說(shuō)明性實(shí)施例進(jìn)行多種更改且可設(shè)計(jì)其它設(shè)置而不偏離由所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于形成用于拋光半導(dǎo)體表面的半球形拋光墊的方法，包括將拋光墊預(yù)成形體放置在帽體的穹頂形成形表面上，所述拋光墊預(yù)成形體包括具有圓形本體，所述圓形本體具有中心、外周緣和設(shè)置在所述本體的所述中心處的孔；以及從所述外周緣朝向所述中心延伸的多個(gè)狹槽；將囊與所述穹頂形成形表面和所述拋光墊預(yù)成形體相對(duì)設(shè)置；用流體充脹所述囊，使得所述帽體的所述穹頂形成形表面從一側(cè)壓抵所述拋光墊預(yù)成形體，且所述囊從相反側(cè)壓抵所述拋光墊預(yù)成形體；以及將所述加壓步驟保持預(yù)定時(shí)段來(lái)形成半球形拋光墊；還包括以下步驟從所述穹頂形成形表面移除半圓形拋光墊；將粘合劑施加于柔性拋光帽體的半球形外表面；將所述半球形拋光墊放置在所述拋光帽體的半球形外表面上；將囊與所述拋光帽體的半球形外表面和所述半球形拋光墊相對(duì)設(shè)置；用流體充脹所述囊，使得所述拋光帽體的所述半球形外表面從一側(cè)壓抵所述半球形拋光墊，且所述囊從相反側(cè)壓抵所述拋光墊預(yù)成形體；以及將所述加壓步驟保持預(yù)定時(shí)段來(lái)將所述半球形拋光墊粘接到所述拋光帽體。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述拋光墊處于平坦定向時(shí)，所述多個(gè)狹槽中的至少一個(gè)包括沿所述至少一個(gè)狹槽的長(zhǎng)度大致恒定的寬度；以及以下中的至少一個(gè)所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為約O. I至約O. 4英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為約O. 25至約O. 5英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度的約20% -160% ； 所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述本體的直徑的約2%至約10% ；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為所述本體的所述直徑的約6%至約15%。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述拋光墊處于平坦定向時(shí)，所述多個(gè)狹槽中的至少一個(gè)包括沿所述至少一個(gè)狹槽的長(zhǎng)度從所述周緣朝向所述中心漸縮的寬度；以及以下中的至少一個(gè)所述至少一個(gè)狹槽在所述周緣處的寬度為約O. I至約O. 4英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為約O. 5-1. 5英寸；所述至少一個(gè)狹槽漸縮到一點(diǎn)；所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度的約6% -80% ；所述至少一個(gè)狹槽在所述周緣處的所述寬度為所述本體的直徑的約2%至約10% ;以及所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為所述本體的所述直徑的約12%至約40%。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括在將所述拋光墊預(yù)成形體放置到所述穹頂形成形表面上之前，將所述拋光墊預(yù)成形體沿多個(gè)徑向方向在直線邊緣上滾轉(zhuǎn)和/ 或拖曳，使得所述拋光墊預(yù)成形體的材料纖維屈服且所述拋光墊預(yù)成形體變得更有柔性。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，還包括在將所述拋光墊預(yù)成形體放置到所述穹頂形成形表面上之前，用溶劑浸泡所述拋光墊預(yù)成形體，使所述拋光墊預(yù)成形體更有柔性。
6.一種用于將半球形拋光墊組裝到帽體上的方法，所述帽體和拋光墊用于拋光半導(dǎo)體表面，所述方法包括將粘合劑施加于柔性帽體的穹頂形表面；將成形的半球形拋光墊放置在所述帽體的穹頂形表面上，所述拋光墊包括圓形本體， 所述圓形本體具有中心、外周緣和從所述外周緣朝向所述中心延伸的多個(gè)狹槽；將囊與所述拋光墊相對(duì)設(shè)置；用流體充脹所述囊，使得所述帽體的所述穹頂形表面從一側(cè)壓抵所述拋光墊，且所述囊從相反側(cè)壓抵所述拋光墊預(yù)成形體；以及將所述加壓步驟保持預(yù)定時(shí)段來(lái)將所述拋光墊粘接到所述帽體。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟在將所述囊壓抵所述拋光墊之前將流體引入所述帽體的內(nèi)部容積內(nèi)來(lái)增加所述帽體內(nèi)的壓力。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述拋光墊處于平坦定向時(shí)，所述多個(gè)狹槽中的至少一個(gè)包括沿所述至少一個(gè)狹槽的長(zhǎng)度大致恒定的寬度；以及以下中的至少一個(gè)所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為約O. I至約O. 4英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為約O. 25至約O. 5英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度的約20% -160% ； 所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述本體的直徑的約2%至約10% ；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為所述本體的所述直徑的約6%至約15%。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述拋光墊處于平坦定向時(shí)，所述多個(gè)狹槽中的至少一個(gè)包括沿所述至少一個(gè)狹槽的長(zhǎng)度從所述周緣朝向所述中心漸縮的寬度；以及以下中的至少一個(gè)所述至少一個(gè)狹槽在所述周緣處的寬度為約O. I至約O. 4英寸；所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為約O. 5-1. 5英寸；所述至少一個(gè)狹槽漸縮到一點(diǎn)；所述至少一個(gè)狹槽的所述寬度為所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度的約6% -80% ；所述至少一個(gè)狹槽在所述周緣處的所述寬度為所述本體的直徑的約2%至約10% ;以及所述至少一個(gè)狹槽的所述長(zhǎng)度為所述本體的所述直徑的約12%至約40%。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還包括在將所述拋光墊預(yù)成形體放置到所述穹頂形成形表面上之前，將所述拋光墊預(yù)成形體沿多個(gè)徑向方向在直線邊緣上滾轉(zhuǎn)和/ 或拖曳，使得所述拋光墊預(yù)成形體的材料纖維屈服且所述拋光墊預(yù)成形體變得更有柔性。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括在將所述拋光墊預(yù)成形體放置到所述穹頂形成形表面上之前，用溶劑浸泡所述拋光墊預(yù)成形體，使所述拋光墊預(yù)成形體更有柔性。
全文摘要
本發(fā)明涉及半球形拋光墊的形成和組裝方法。半球形拋光墊的形成方法包括將拋光墊預(yù)成形體放置在帽體的穹頂形成形表面上，拋光墊預(yù)成形體包括具有圓形本體，圓形本體具有中心、外周緣和設(shè)置在本體的中心處的孔；以及從外周緣朝向中心延伸的多個(gè)狹槽；將囊與穹頂形成形表面和拋光墊預(yù)成形體相對(duì)設(shè)置；用流體充脹囊，使得帽體的穹頂形成形表面從一側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體，且囊從相反側(cè)壓抵拋光墊預(yù)成形體；以及將加壓步驟保持預(yù)定時(shí)段來(lái)形成半球形拋光墊。
文檔編號(hào)B24D18/00GK102975135SQ20121052146
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2008年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者R·C·卡迪, M·J·莫爾, M·A·沙爾基, M·A·斯托克 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司