專利名稱：一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種適用于半導(dǎo)體襯底材料單面拋光機(jī)上的壓力環(huán)裝置，可同時(shí)適用于至少兩種尺寸硅片拋光，可以在拋光時(shí)均衡分布硅片所承受的壓力，使硅片獲得良好的表面平整度。
背景技術(shù)：
硅材料是制造超大規(guī)模集成電路的主要襯底材料，隨著半導(dǎo)體行業(yè)的飛速發(fā)展， 對(duì)襯底材料的精度要求也越來(lái)越高，特別是對(duì)硅拋光片的表面平整度要求越來(lái)越嚴(yán)格。對(duì)于直徑8英寸以下的硅拋光片來(lái)說(shuō)，目前主要的化學(xué)機(jī)械拋光加工方法是在單面拋光機(jī)上完成，硅片以陶瓷板為載體，與拋光布接觸，并受到通過(guò)陶瓷板傳遞、來(lái)自于拋光機(jī)壓力頭的壓力，在一定溫度和轉(zhuǎn)速的工藝條件下實(shí)現(xiàn)化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程。影響單面拋光硅片表面平整度的主要因素有拋光壓力分布均勻性和拋光布平坦度，拋光頭的壓力通過(guò)陶瓷板傳遞到硅片上，而硅片所受壓力的分布均勻性對(duì)于提高硅片表面平整度來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，尤其是有蠟拋光。然而目前大多數(shù)單面拋光機(jī)上都沒(méi)有自帶的壓力分布系統(tǒng)，而通過(guò)一種手動(dòng)向壓力頭上粘接特定尺寸、用特定材料裁制而成的實(shí)體壓力環(huán)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這種材料可以是拋光布等有一定彈性和硬度的材料，這種壓力環(huán)有以下兩個(gè)弊端一、使用一段時(shí)間后容易產(chǎn)生塑性變形，使硬度變大，彈性變差，失去了原有效果；二、每次安裝的壓力環(huán)只能用于單一尺寸硅片拋光，兼容性差。出于以上兩點(diǎn)，這種壓力環(huán)在實(shí)際使用時(shí)需要頻繁更換，從而提高了成本，還降低了生產(chǎn)效率。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，不僅可以提供均衡的拋光壓力分布，而且對(duì)不同尺寸硅片有很強(qiáng)的兼容性，從而高硅片的制備性能和成品率。為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案壓力環(huán)裝置包括環(huán)狀、充氣體的壓力環(huán)，作為壓力環(huán)載體的圓形基板，以硬質(zhì)鋼圈把壓力環(huán)固定在圓形基板上。所述的壓力環(huán)由至少三個(gè)剖面為U形的同心環(huán)狀管并列組成，相鄰兩個(gè)環(huán)狀管間隔在5 10mm，管壁厚1 5mm，每個(gè)管內(nèi)壁高度和寬度為10 30mm。所述的壓力環(huán)由具有一定彈性、可承受1 氣壓的材料制作而成(比如橡膠材料、硅膠材料等)。所述的壓力環(huán)在固定到圓形基板上后，每個(gè)環(huán)狀管是獨(dú)立密封的。所述的圓形基板在壓力環(huán)的每個(gè)U形環(huán)狀管覆蓋處開(kāi)一個(gè)進(jìn)氣孔，孔內(nèi)安裝有氣門(mén)嘴，根據(jù)需要分別向各個(gè)管內(nèi)充氣，可以使其具有不同的氣壓，圓形基板直徑與拋光機(jī)壓力頭直徑相同，厚度在0. 5 5cm之間，由硬質(zhì)材料制作而成(比如PVC)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單實(shí)用。壓力環(huán)內(nèi)充氣體的設(shè)計(jì)可以使拋光機(jī)壓力頭壓在陶瓷板上的壓力趨于均衡，而不受陶瓷板和大盤(pán)形狀的影響?？梢酝ㄟ^(guò)分別調(diào)節(jié)幾個(gè)環(huán)狀管氣壓的方式來(lái)滿足不同尺寸硅片的拋光需求，拋光較大尺寸硅片時(shí)，把最外圈氣壓調(diào)的相對(duì)小，主要利用內(nèi)兩圈環(huán)狀管，拋光較小尺寸硅片時(shí)，把最里圈氣壓調(diào)的相對(duì)小，主要利用外兩圈環(huán)狀管。對(duì)于同一硅片尺寸來(lái)說(shuō)，也可以精確調(diào)節(jié)壓力分布，從而精確控制硅片表面平整度品質(zhì)。

圖IA 本實(shí)用新型的主視圖圖IB 圖IA的A-A剖面圖圖2 本實(shí)用新型中的充氣體壓力環(huán)剖面圖圖3 本實(shí)用新型安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施方式
圖1A、圖IB中，1為氣體壓力環(huán)，圖2即是1的剖面形狀。壓力環(huán)由三個(gè)(或更多)并列U形管3、4、5組成的，這三個(gè)U形管可以是制作時(shí)就連接在一起，也可以是彼此獨(dú)立的。用幾個(gè)硬質(zhì)鋼圈6把1安裝固定在圓形基板2的凹槽內(nèi)，在每個(gè)U形管內(nèi)形成獨(dú)立的密封空間，分別通過(guò)氣門(mén)嘴7、8、9向U形管內(nèi)充氣，充氣壓力在0. 05 3ΜΙ^之間，可跟據(jù)實(shí)際需要分別設(shè)定每個(gè)U形管的氣壓。把裝有壓力環(huán)的圓形基板安裝到拋光機(jī)壓力頭上，安裝方式可以是直接粘接在壓力頭10上，也可以與壓力頭擋板11連接固定.圖3所示就是安裝后的整體結(jié)構(gòu)示意圖，12為陶瓷板，13為均勻貼在陶瓷板上的若干硅片。改變拋光硅片尺寸時(shí)，把壓力環(huán)裝置從壓力頭卸下，調(diào)節(jié)U形管壓力后再重新裝上。所述的壓力環(huán)裝置與壓力頭連為一體，拋光機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，壓力環(huán)帶動(dòng)陶瓷板轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)均衡分布傳遞到陶瓷板上的壓力。
權(quán)利要求1.一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，它包括環(huán)狀、充氣體的壓力環(huán)，作為壓力環(huán)載體的圓形基板，以硬質(zhì)鋼圈把壓力環(huán)固定在圓形基板上。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于所述的壓力環(huán)由至少三個(gè)剖面為U形的同心環(huán)狀管并列組成，相鄰兩個(gè)環(huán)狀管間隔在5 10mm，管壁厚1 5mm， 每個(gè)管內(nèi)壁高度和寬度為10 30mm。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于所述的壓力環(huán)由具有一定彈性、可承受1 5MPa氣壓的材料制作而成。
4.按照權(quán)利要求3所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于壓力環(huán)所用材料為橡膠材料或硅膠材料。
5.按照權(quán)利要求1和2所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于壓力環(huán)在固定到圓形基板上后，每個(gè)環(huán)狀管是獨(dú)立密封的。
6.按照權(quán)利要求1所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于在圓形基板上由壓力環(huán)每個(gè)U形環(huán)狀管覆蓋處開(kāi)一個(gè)進(jìn)氣孔，孔內(nèi)安裝有氣門(mén)嘴，圓形基板直徑與拋光機(jī)壓力頭直徑相同，厚度在0. 5 5cm之間。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，其特征在于圓形基板以PVC材料制造。
專利摘要一種拋光機(jī)壓力環(huán)裝置，它包括一種環(huán)狀充氣體的壓力環(huán)和作為壓力環(huán)載體的圓形基板，可以用一種硬質(zhì)鋼圈把壓力環(huán)固定在圓形基板上。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)單實(shí)用。壓力環(huán)內(nèi)充氣體的設(shè)計(jì)可以使拋光機(jī)壓力頭壓在陶瓷板上的壓力趨于均衡，而不受陶瓷板和大盤(pán)形狀的影響?？梢酝ㄟ^(guò)分別調(diào)節(jié)幾個(gè)環(huán)狀管氣壓的方式來(lái)滿足不同尺寸硅片的拋光需求，拋光較大尺寸硅片時(shí)，把最外圈氣壓調(diào)的相對(duì)小，主要利用內(nèi)兩圈環(huán)狀管，拋光較小尺寸硅片時(shí)，把最里圈氣壓調(diào)的相對(duì)小，主要利用外兩圈環(huán)狀管。對(duì)于同一硅片尺寸來(lái)說(shuō)，也可以精確調(diào)節(jié)壓力分布，從而精確控制硅片表面平整度品質(zhì)。
文檔編號(hào)B24B39/06GK201960452SQ201020646429
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月2日
發(fā)明者張果虎, 李俊峰, 李耀東, 王新, 韓晨華 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院, 有研半導(dǎo)體材料股份有限公司