TW202122213A - 用於拋光樣品的裝置及方法 - Google Patents
用於拋光樣品的裝置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202122213A TW202122213A TW109140205A TW109140205A TW202122213A TW 202122213 A TW202122213 A TW 202122213A TW 109140205 A TW109140205 A TW 109140205A TW 109140205 A TW109140205 A TW 109140205A TW 202122213 A TW202122213 A TW 202122213A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- polishing
- polishing pad
- physical quantity
- measuring
- sensor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/005—Control means for lapping machines or devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B37/00—Lapping machines or devices; Accessories
- B24B37/04—Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/10—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation involving electrical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B57/00—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents
- B24B57/02—Devices for feeding, applying, grading or recovering grinding, polishing or lapping agents for feeding of fluid, sprayed, pulverised, or liquefied grinding, polishing or lapping agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
- Grinding-Machine Dressing And Accessory Apparatuses (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
本發明涉及一種用於拋光樣品(104、204)的裝置。裝置包括可繞軸旋轉的拋光板(101、201)、附接到拋光板(101、201)的拋光墊(103、203)、用於將樣品(104, 204)保持抵靠在拋光墊(103、203)上的樣品架(105、205)、用於測量拋光墊(103、203)上複數個位置的物理量(該物理量指示濕度或摩擦力)的手段(107、110、207、212),及基於所測量到的物理量的值將拋光懸浮液分配到拋光墊(103、203)上複數個位置的手段(116、119、120、121、213、215、216、217)。 本發明亦涉及一種拋光樣品(104、204)的方法。
Description
本發明涉及根據所附獨立項的前序部分之用於拋光樣品的裝置和方法。
在現有技術中已知各種拋光裝置以拋光岩石、金相樣品及用於不同應用的固體材料的其他樣品。拋光裝置能夠以最少的人工操作來拋光樣品。
示例性的拋光裝置包括可旋轉的拋光板和附接到拋光板的表面的拋光墊。拋光裝置亦包括用於將一個或多個樣品保持抵靠在拋光墊上的樣品架。隨著拋光板的旋轉,拋光墊拋光(多個)樣品。
通常在拋光裝置中使用拋光懸浮液以增強拋光作用並防止在拋光處理期間過熱。拋光懸浮液包含水及/或其他合適液體,如用於潤濕、冷卻和潤滑拋光墊的乙醇或乙二醇及如用於拋光樣品表面的金剛石、氧化鋁或膠體二氧化矽的磨料顆粒。拋光裝置可包括以預定速率將拋光懸浮液分配在拋光墊上的分配器。分配器可例如經配置成以規律的時間間隔在拋光墊上分配一定量的拋光懸浮液。
與已知的拋光裝置有關的問題是,在拋光期間,拋光墊中的濕度會隨時間和拋光墊上的位置而變化很大。這對拋光結果有負面影響。若拋光墊太濕,則樣品和拋光墊之間的摩擦力很小,這將導致拋光無效並增加拋光時間。另一方面,若拋光墊太乾,則存在由於樣品與拋光墊之間的大摩擦力而導致樣品拋光失敗的風險。
發明目的
本發明的主要目的是減少或甚至消除上述現有技術的問題。
本發明的目的是提供用於拋光樣品的裝置和方法。更詳細來說,本發明的目的是提供能夠在拋光處理期間在拋光墊中提供並保持基本恆定和均勻的濕度含量的裝置和方法。本發明的另一個目的是提供能夠以均勻且高品質的拋光結果來拋光樣品的裝置和方法。
為了實現上述目的,根據本發明的裝置和方法的特徵在於所附獨立項的特徵部分中提出的內容。在附屬項中描述了本發明的有利實施例。
發明描述
根據本發明之用於拋光樣品的裝置包括:可繞軸旋轉的拋光板、經附接至拋光板的拋光墊、用於將樣品保持抵靠在拋光墊上的樣品架、用於測量在拋光墊上的複數個位置中的物理量(其指示濕氣或摩擦)的手段,及基於測得的物理量的值將拋光懸浮液分配到拋光墊上的複數個位置的手段。
根據本發明的裝置(即,拋光裝置)可用於拋光固體材料的樣品(即,物體),如一片天然材料(例如,岩石、礦物、礦石或隕石)或一片人工材料(例如金屬、混凝土、陶瓷、複合材料或半導體)。在本文中,術語「拋光」是指使用拋光墊和拋光懸浮液進行的拋光、細磨和研磨處理。
用樣品架將要拋光的樣品保持抵靠在拋光墊的表面上。樣品架可經配置為將一個或多個樣品保持抵靠在拋光墊上。可由樣品架保持抵靠在拋光墊上的樣品數量例如可以是1、2-5、6-10或大於10。樣品架可包括例如一個或多個插入件,在插入件中樣品可自由移動或藉由夾緊固定樣品。可將樣品架附接至拋光頭,該拋光頭以可調節的壓力來將(多個)樣品壓靠在拋光墊上。可例如基於所測量的物理量的值來調節按壓力。
拋光墊可由不同的材料製成,如纖維布(例如,真絲、聚酯或乙酸酯)或合成的非纖維材料(例如,氯丁橡膠、聚氨酯或複合材料)。拋光墊較佳為盤形;即,拋光墊具有平坦的圓形形狀。拋光墊較佳為多孔,其使拋光墊能吸收拋光懸浮液。拋光墊的直徑可例如小於500mm,較佳為200-400mm。拋光墊的厚度可例如小於3mm,較佳小於2mm,且更較佳小於1mm。
拋光墊以較佳可釋放方式附接到可旋轉拋光板的表面。隨著拋光板的旋轉,拋光墊會拋光樣品。拋光板可由導熱且耐腐蝕的材料製成,如鋁、青銅或不銹鋼,或由塑膠、聚合物或複合材料製成。拋光板可在其表面上包括電絕緣的電接觸元件(例如,由奧氏體不銹鋼製成且具有約0.5mm的厚度的片);測量儀器的電接觸元件(例如,碳刷)可電連接該電絕緣的電接觸元件。拋光板較佳是盤形的且是導熱的。拋光板的直徑可例如小於500mm,較佳為200-400mm。較佳地,拋光板和拋光墊的直徑基本上相同。拋光板的厚度可以是例如20-50mm。拋光板的最佳厚度取決於拋光板的直徑和材料。
拋光裝置可包括用於旋轉拋光板的致動器,如電動馬達。致動器可經配置為例如以0-600rpm的旋轉速度旋轉拋光板。可配置致動器以基於所測量的物理量的值來調節拋光板的旋轉速度。例如,在摩擦力超過預定閾值或濕度下降到預定閾值以下的情況下,致動器可經配置為減小拋光板的旋轉速度。為了減少由致動器引起的可能干擾,在拋光板和致動器之間添加電絕緣層可能是有益的。
除了拋光板外,樣品架也可旋轉。樣品架可繞平行於拋光板的旋轉軸的軸旋轉。拋光裝置可包括用於旋轉樣品架的致動器,如電動馬達。致動器可經配置為例如以0-150rpm的旋轉速度旋轉樣品架。致動器可經配置為基於所測量的物理量的值來調節樣品架的旋轉速度。例如,在摩擦力超過預定閾值或濕度下降到預定閾值以下的情況下,致動器可經配置為減小樣品架的旋轉速度。
根據本發明的裝置可在拋光墊上的複數個位置中測量指示濕度或摩擦力的物理量,及基於所測量的物理量的值將拋光懸浮液分配至拋光墊上的複數個位置。
用於測量物理量的手段可包括一個或多個可移動的感測器,或以距離彼此的預定距離佈置的複數個固定(不可移動)的感測器。感測器可以是濕度感測器,其可測量例如拋光墊上的電阻或拋光墊的相對側之間的電容(即,在拋光墊的整個厚度上的電容),兩者都隨拋光墊中濕度的變化而變化。感測器也可以是力感測器,其經配置為測量拋光墊的表面上的摩擦力。摩擦力的測量可基於檢測作用在經佈置成與拋光墊的表面接觸的物體上的橫向力。
用於分配拋光懸浮液的手段可包括一個或多個可移動的噴嘴或以距離彼此的預定距離佈置的複數個固定的(不可移動的)噴嘴。用於分配拋光懸浮液的手段亦可包括用於拋光懸浮液的容器。替代地,用於分配拋光懸浮液的手段可包括複數個用於拋光懸浮液或用於不同拋光懸浮液的容器。可藉由柔性軟管將(多個)容器連接到噴嘴。
用於分配拋光懸浮液的手段可包括用於控制噴嘴的控制單元。控制單元可包括處理器和包括電腦程式代碼的記憶體,記憶體和電腦程式代碼經配置為與處理器一起使噴嘴將適量的拋光懸浮液分配至拋光墊上的複數個位置。基於所測量的物理量的值來確定要分配到每個位置的拋光懸浮液的量。可將測得的物理量的值與預定的參考值或輪廓進行比較,以確定要分配的拋光懸浮液的量。預定的參考值或輪廓對應於拋光墊中的所需濕度含量。要分配到拋光墊上每個位置的拋光懸浮液的量可例如小於5μl/cm2
、小於2μl/cm2
或0.5-2μl/cm2
。
拋光懸浮液增強了拋光作用並防止了拋光處理期間的過熱。拋光懸浮液包含水及/或其他合適的液體,如用於潤濕、冷卻和潤滑拋光墊的醇(例如乙醇、乙二醇或異丙醇)。拋光懸浮液亦可包含用於拋光樣品的表面的磨料顆粒,如金剛石、氧化鋁或膠體二氧化矽。一般來說,拋光懸浮液(即,漿料或流體)是(多個)液體和(多個)研磨劑的混合物。
根據本發明的裝置的優勢在於,本發明的裝置可在拋光處理期間在拋光墊中提供並保持基本恆定和均勻的濕度含量。根據本發明的裝置的另一個優勢在於,本發明的裝置能夠實現樣品的均勻且高品質的拋光結果。根據本發明的裝置的另一個優勢是,本發明的裝置能夠最佳化(最小化)拋光處理中拋光懸浮液的消耗。
根據本發明的實施例,物理量是在拋光墊上的電阻,及用於分配拋光懸浮液的手段經配置為:將拋光懸浮液分配至拋光墊上電阻值大於第一閾值的位置。拋光墊上的電阻隨拋光墊中濕度的變化而變化。拋光墊越濕,電阻越小。
根據本發明的實施例,物理量是拋光墊的相對側之間的電容,及用於分配拋光懸浮液的手段經配置為:將拋光懸浮液分配至拋光墊上電容值小於第二閾值的位置。拋光墊的相對側之間的電容隨著拋光墊中濕度的變化而變化。拋光墊越濕,電容越大。
根據本發明的實施例,物理量是在拋光墊的表面上的摩擦力,及用於分配拋光懸浮液的手段經配置為:將拋光懸浮液分配至拋光墊上摩擦力的值大於第三閾值的位置。拋光墊的表面上的摩擦力隨著拋光墊中濕度的變化而變化。拋光墊越濕,摩擦力越小。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括經佈置成與拋光墊的表面接觸的感測器及用於使感測器在拋光墊上的複數個位置之間移動的手段。用於移動感測器的手段經配置為沿著拋光墊的表面移動感測器。感測器可以是濕度感測器,其測量拋光墊上的電阻及/或垂直地測量拋光墊的相對側之間的電容。感測器可替代地是力感測器,其測量拋光墊的表面上的摩擦力。
根據本發明的實施例,用於移動感測器的手段包括經佈置在拋光墊上方的臂及用於沿著臂移動感測器的致動器。臂較佳是筆直的,且其縱軸經佈置成平行於拋光墊的平面。較佳地以臂從拋光墊的中心延伸到外圍的方式將臂佈置在拋光墊上方。這使感測器能夠隨著拋光板的旋轉而移動到拋光墊上的所有可能位置。致動器可以是電動馬達。
根據本發明的實施例,用於移動感測器的手段是經配置成將感測器保持抵靠拋光墊的樣品架。樣品架可包括例如插入件,在插入件中感測器可自由移動或藉由夾緊固定感測器。感測器可包括用於與遠端裝置(如測量儀器及/或控制(多個)噴嘴的控制單元)進行通訊的無線發射器或收發器。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括佈置成與拋光墊的表面接觸的感測器陣列。感測器可附接到經佈置在拋光墊上方的臂。較佳地,以距離彼此的預定距離將感測器附接到臂。臂較佳是筆直的,且其縱軸經佈置成平行於拋光墊的平面。較佳地以臂從拋光墊的中心延伸到外圍的方式將臂佈置在拋光墊上方。感測器的數量取決於拋光墊的直徑和所需的測量精度,且感測器的數量例如可小於100、小於50、小於20或為6至12個。感測器可以是濕度感測器,其測量拋光墊上的電阻及/或拋光墊的相對側之間的電容。感測器可替代地是力感測器,其測量拋光墊表面上的摩擦力。
根據本發明的實施例,感測器包括經佈置成與拋光墊的表面接觸的至少兩個電接觸元件,且用於測量物理量的手段包括用於測量在至少兩個電接觸元件中的兩者之間的電阻的手段。電接觸元件(即,電極)提供電路徑,經由該電路徑可測量拋光墊的電特性。電接觸元件可具有不同的形狀和尺寸。電接觸元件由導電材料製成,該導電材料較佳地也是耐磨且耐腐蝕的。用於電接觸元件的較佳材料例如是不銹鋼和工具鋼。電接觸元件彼此電隔離以防止短路。用於測量至少兩個電接觸元件中的兩者之間的電阻的手段可包括測量儀器,該測量儀器經由電連接(如電線、電纜或碳刷)電連接到感測器的兩個電接觸元件。測量儀器經配置為測量這兩個電接觸元件之間的電阻。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括用於測量在至少兩個電接觸元件中之一者與拋光板之間的電容的手段。用於測量至少兩個電接觸元件之一者與拋光板之間的電容的手段可包括測量儀器,該測量儀器經由如電線、電纜或碳刷的電連接而電連接至電接觸元件及拋光板。測量儀器經配置為測量電接觸元件和拋光板之間的電容。在測量儀器和拋光板之間可使用電阻以減少干擾。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括用於將感測器壓靠在拋光墊的表面上的壓縮元件。壓縮元件能夠以適當的按壓力使感測器保持與拋光墊的表面接觸。壓縮元件的按壓力可為可調節的。壓縮元件可例如為彈簧。壓縮元件可利用氣壓、重力或磁力或電磁力來產生適當的按壓力。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括用於測量作用在感測器上的橫向力的手段。用於測量橫向力的手段可包括附接到感測器的力感測器。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括經佈置在拋光墊上方的非接觸式濕度感測器及用於在拋光墊上的複數個位置之間移動非接觸式濕度感測器的手段。非接觸式濕度感測器可測量拋光墊中的濕度。非接觸式濕度感測器可例如是光學感測器。用於移動非接觸式濕度感測器的手段可包括經佈置在拋光墊上方的臂和用於沿著臂移動非接觸式濕度感測器的致動器。
根據本發明的實施例,用於測量物理量的手段包括經佈置在拋光墊上方的非接觸式濕度感測器的陣列。非接觸式濕度感測器可測量拋光墊中的濕度。非接觸式濕度感測器可例如是光學感測器。非接觸式濕度感測器可經附接至經佈置在拋光墊上方的臂。較佳地,以距離彼此的預定距離將非接觸式濕度感測器附接到臂。
根據本發明的實施例,非接觸式濕度感測器是光譜儀,該光譜儀經配置為測量從拋光墊的表面反射的光的強度來作為波長的函數。反射光的強度取決於拋光墊中的濕度。取決於所使用的拋光懸浮液和拋光墊的材料,特定波長的反射光的強度會隨著拋光墊中濕度的變化而發生很大不同。例如,當拋光墊中的濕度減少時,反射光的強度可在一個波長處增加而在另一波長處減少。光譜儀可包括複數個光學檢測器,每個光學檢測器經調適於檢測不同波長的光。光譜儀的波長範圍可例如是400-700nm、300-1000nm或750-2500nm。較佳地,在測量處理期間,光譜儀與拋光墊的表面之間的距離保持恆定。可用一個或多個如發光二極體(LED)的光源來照亮拋光墊的表面。
根據本發明的實施例,非接觸式濕度感測器是聚合物膜。聚合物膜的電阻取決於濕度。可藉由將聚合物膜佈置成接近拋光墊的表面來測量拋光墊中的濕度。為了測量電阻,聚合物膜可設置有兩個電接觸元件。聚合物膜較佳地附接到基板,如玻璃片。
根據本發明的實施例,裝置包括用於測量感測器及/或拋光墊的溫度的手段,及用於基於所測量的溫度的值來調節拋光板及/或樣品架的旋轉速度的手段。用於測量溫度的手段可包括接觸式及/或非接觸式溫度感測器。
根據本發明的實施例,裝置包括用於測量感測器的振動的手段及用於基於所測量的振動的值來調節拋光板及/或樣品架的旋轉速度的手段。用於測量振動的手段可包括經附接到感測器的振動感測器。
根據本發明的實施例,裝置包括用於冷卻拋光板的手段。可藉由將水噴射到拋光板的底側上來冷卻拋光板。裝置可包括防濺罩以防止冷卻水的霧逸散到拋光墊上。防濺罩可例如由塑膠製成。
根據本發明的實施例,用於分配拋光懸浮液的手段包括經佈置在拋光墊上方的噴嘴和用於使噴嘴在拋光墊上的複數個位置之間移動的手段。用於分配拋光懸浮液的手段可包括一個或多個用於拋光懸浮液或用於不同的拋光懸浮液的容器。容器可例如藉由柔性軟管連接至噴嘴。
根據本發明的實施例,用於移動噴嘴的手段包括經佈置在拋光墊上方的臂和用於沿著臂移動噴嘴的致動器。臂較佳是筆直的,且其縱軸經佈置成平行於拋光墊的平面。較佳地以臂從拋光墊的中心延伸到外圍的方式將臂佈置在拋光墊上方。這使噴嘴能夠隨著拋光板的旋轉而移動到拋光墊上的所有可能位置。致動器可以是電動馬達。
根據本發明的一個實施例,用於移動噴嘴的手段是附接有噴嘴的樣品架。
根據本發明的實施例,用於分配拋光懸浮液的手段包括經佈置在拋光墊上方的噴嘴陣列。可將噴嘴附接至臂上。較佳地,以距離彼此的預定距離將噴嘴附接到臂。臂較佳是筆直的,且其縱軸經佈置成平行於拋光墊的平面。較佳地以臂從拋光墊的中心延伸到外圍的方式將臂佈置在拋光墊上方。噴嘴的數量取決於拋光墊的直徑,且噴嘴的數量例如可小於100、小於50、小於20或為6至12個。用於分配拋光懸浮液的手段可包括一個或多個用於拋光懸浮液或用於不同拋光懸浮液的容器。(多個)容器可例如藉由柔性軟管連接到噴嘴。
根據本發明的實施例,裝置包括用於從拋光墊蒸發拋光懸浮液的手段。可用壓縮空氣流將拋光懸浮液蒸發到拋光墊上的所需位置。
本發明亦涉及用於拋光樣品的方法。根據本發明的方法包括以下步驟:用樣品架將樣品保持抵靠在經附接至拋光板的拋光墊上、繞軸旋轉拋光板、在拋光墊上的複數個位置中測量指示濕度或摩擦力的物理量,及基於測量的物理量的值,將拋光懸浮液分配至拋光墊上的複數個位置。
根據本發明的方法的優勢在於,本發明的方法可在拋光處理期間在拋光墊中提供並保持基本上恆定和均勻的濕度含量。根據本發明的方法的另一優勢在於,本發明的方法能夠實現樣品的均勻且高品質的拋光結果。根據本發明的方法的另一個優勢是,本發明的方法能夠在拋光處理期間消耗較少的拋光懸浮液。
本文中呈現的本發明的示例性實施例不被解釋為對所附申請專利範圍的適用性構成限制。動詞「包含」在本文中用作開放式限制,其不排除未列舉的特徵的存在。除非另有明確說明,否則附屬項中記載的特徵可相互自由組合。
即使並非一定單獨提及,但本文中提出的示例性實施例及其優勢仍藉由適用部分與根據本發明的裝置及方法有關。
圖1示出了根據本發明的第一實施例的拋光裝置。拋光裝置包括可用致動器102繞軸旋轉的拋光板101。致動器102可使拋光板101以不同的旋轉速度旋轉。拋光墊103經附接到拋光板101。拋光墊103用於拋光樣品104;樣品104以樣品架105保持抵靠在拋光墊103上。可用致動器106使樣品架105繞軸旋轉,該軸平行於拋光板101的旋轉軸。致動器106可使樣品架105以不同的旋轉速度旋轉。隨著拋光板101和樣品架105旋轉,拋光墊103拋光樣品104。
拋光裝置包括用於檢測拋光墊103中的濕度的濕度感測器107。濕度感測器107包括電接觸元件108和電接觸元件109;電接觸元件108和電接觸元件109經佈置成與拋光墊103的表面接觸。電接觸元件108和電接觸元件109提供電路徑,經由該電路徑可測量拋光墊103的電性。電接觸元件108和電接觸元件109經電連接到測量儀器110;測量儀器110可測量電接觸元件108和電接觸元件109之間的電阻。電接觸元件108和電接觸元件109之間的電阻指示在拋光墊103上的測量位置中的濕度。將測量儀器110電連接到拋光板101,從而允許測量電接觸元件108和電接觸元件109中之一者和拋光板101之間(即,拋光墊103的相對側之間)的電容。電接觸元件108或電接觸元件109與拋光板101之間的電容指示拋光墊103上的測量位置中的濕度。
以桿111將濕度感測器107附接到位於拋光墊103上方的臂112。臂112從拋光墊103的中心延伸到外圍。可用致動器113沿著臂112移動濕度感測器107,從而使濕度感測器107能夠在拋光墊103上的不同位置之間移動。桿111設置有彈簧114,以將濕度感測器107按壓在拋光墊103的表面上。彈簧114使得能夠以適當的按壓力讓電接觸元件108和電接觸元件109保持與拋光墊103的表面接觸。
拋光裝置包括用於檢測作用在濕度感測器107上的橫向力的力感測器115。力感測器115經附接到桿111並電連接到測量儀器110;測量儀器110可確定橫向力(即,拋光墊103的表面上的摩擦力)。拋光墊103的表面上的摩擦力指示拋光墊103上的測量位置中的濕度。
拋光裝置包括用於在拋光墊103上分配拋光懸浮液的噴嘴116。噴嘴116經附接至位於拋光墊103上方的臂117。臂117從拋光墊103的中心延伸至其外圍。可用致動器118沿著臂117移動噴嘴116,從而能夠使噴嘴116在拋光墊103上方的不同位置之間移動。
將拋光懸浮液存儲在容器119中;將拋光懸浮液自容器119通過柔性軟管120輸送到噴嘴116,以將拋光懸浮液分配在拋光墊103上。拋光裝置包括用於控制拋光懸浮液的分配的控制單元121。控制單元121控制噴嘴116以將合適量的拋光懸浮液分配到拋光墊103上的期望位置。基於在每個位置上之經確定的濕度或摩擦力來確定要分配到每個位置的拋光懸浮液的量。
拋光裝置包括經附接至電接觸元件108以測量電接觸元件108的溫度的溫度感測器122及經附接至臂112以用非接觸方式測量拋光墊103的溫度的溫度感測器123。拋光裝置亦包括經附接至桿111的振動感測器124,以測量濕度感測器107的振動。控制單元121可基於所測量到的溫度及/或振動來控制拋光板101和樣品架105的旋轉速度。
拋光裝置包括用於將水噴射到拋光板101的底側上以冷卻拋光板101的噴嘴125。防濺罩126用於防止水霧逸出到拋光墊103上。
圖2示出了根據本發明的第二實施例的拋光裝置。拋光裝置包括可用致動器202繞軸旋轉的拋光板201。致動器202可用不同的旋轉速度旋轉拋光板201。拋光墊203經附接到拋光板201。拋光墊203用於拋光樣品204;樣品204以樣品架205保持抵靠在拋光墊203上。樣品架205可用致動器206繞軸旋轉,該軸平行於拋光板201的旋轉軸。致動器206可使樣品架205以不同的旋轉速度旋轉。隨著拋光板201和樣品架205的旋轉,拋光墊203拋光樣品204。
拋光裝置包括三個用於檢測拋光墊203中的濕度的濕度感測器207。彼此以規則的間隔佈置濕度感測器207,且用桿208將濕度感測器207附接到位於拋光墊203上方的臂209。臂209從拋光墊203的中心延伸到外圍。
每個濕度感測器207包括電接觸元件210和電接觸元件211;電接觸元件210和電接觸元件211經佈置成與拋光墊203的表面接觸。電接觸元件210和電接觸元件211提供電路徑;經由該電路徑可測量拋光墊203的電性。將電接觸元件210和電接觸元件211電連接到測量儀器212;測量儀器212可測量電接觸元件210和電接觸元件211之間的電阻。電接觸元件210和電接觸元件211之間的電阻指示拋光墊203上的測量位置中的濕度。將測量儀器212電連接到拋光板201,從而允許測量電接觸元件210、電接觸元件211中之一者和拋光板201之間(即,拋光墊203的相對側之間)的電容。電接觸元件210或電接觸元件211與拋光板201之間的電容指示拋光墊203上的測量位置中的濕度。
拋光裝置包括三個用於在拋光墊203上分配拋光懸浮液的噴嘴213。將噴嘴213以規則的間隔附接到位於拋光墊203上方的臂214。臂214從拋光墊203的中心延伸到外圍。
將拋光懸浮液存儲在容器215中;將拋光懸浮液自容器215通過柔性軟管216輸送到噴嘴213,以將拋光懸浮液分配在拋光墊203上。拋光裝置包括用於控制拋光懸浮液的分配的控制單元217。控制單元217控制噴嘴213以將合適量的拋光懸浮液分配到拋光墊203上的期望位置。基於經確定的濕度來確定要分配到每個位置的拋光懸浮液的量。
在附圖中僅描述了本發明的有利實施例。 對於所屬技術領域中具有通常知識者顯而易見的是,本發明不僅限於以上給出的實例,而是本發明可在下文呈現的申請專利範圍的限制內變化。在附屬項中描述了本發明的一些可能的實施例,且因此不應將該等實施例視為重新限制本發明的保護範圍。
101:拋光板
102:致動器
103:拋光墊
104:樣品
105:樣品架
106:致動器
107:濕度感測器
108:電接觸元件
109:電接觸元件
110:測量儀器
111:桿
112:臂
113:致動器
114:彈簧
115:力感測器
116:噴嘴
117:臂
118:致動器
119:容器
120:柔性軟管
121:控制單元
122:溫度感測器
123:溫度感測器
124:振動感測器
125:噴嘴
126:防濺罩
201:拋光板
202:致動器
203:拋光墊
204:樣品
205:樣品架
206:致動器
207:濕度感測器
208:桿
209:臂
210:電接觸元件
211:電接觸元件
212:測量儀器
213:噴嘴
214:臂
215:容器
216:柔性軟管
217:控制單元
圖1示出了根據本發明的第一實施例的拋光裝置,及
圖2示出了根據本發明第二實施例的拋光裝置。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
101:拋光板
102:致動器
103:拋光墊
104:樣品
105:樣品架
106:致動器
107:濕度感測器
108:電接觸元件
109:電接觸元件
110:測量儀器
111:桿
112:臂
113:致動器
114:彈簧
115:力感測器
116:噴嘴
117:臂
118:致動器
119:容器
120:柔性軟管
121:控制單元
122:溫度感測器
123:溫度感測器
124:振動感測器
125:噴嘴
126:防濺罩
Claims (15)
- 一種用於拋光一樣品的裝置,包括: -一拋光板,其可繞軸旋轉, -一拋光墊,其附著在該拋光板上,及 -一樣品架,其用於將該樣品保持在該拋光墊上,其特徵在於 ,該裝置包括: -用於測量該拋光墊上的複數個位置上的一物理量的手段,該物理量指示濕度或摩擦力,及 -用於基於所測量到的該物理量的一值將一拋光懸浮液分配到該拋光墊上的該複數個位置的手段。
- 如請求項1所述的裝置,其特徵在於 ,該物理量是該拋光墊上的電阻,及該用於分配一拋光懸浮液的手段經配置為:將該拋光懸浮液分配至該拋光墊上該電阻的值大於一第一閾值的一位置。
- 如請求項1所述的裝置,其特徵在於 ,該物理量是該拋光墊的相對側之間的電容,及該用於分配一拋光懸浮液的手段經配置為:將該拋光懸浮液分配至該拋光墊上該電容的值小於一第二閾值的一位置。
- 如請求項1所述的裝置,其特徵在於 ,該物理量是該拋光墊的表面上的摩擦力,及該用於分配一拋光懸浮液的手段經配置為:將該拋光懸浮液分配至該拋光墊上該摩擦力的值大於一第三閾值的一位置。
- 如前述請求項中之任一項所述的裝置,其特徵在於 ,該用於測量一物理量的手段包括經佈置成與該拋光墊的該表面接觸的一感測器及用於使該感測器在該拋光墊上的該複數個位置之間移動的手段。
- 如請求項5所述的裝置,其特徵在於 ,該用於移動該感測器的手段包括經佈置在該拋光墊的上方的一臂和用於沿著該臂移動該感測器的一致動器。
- 如請求項1至4中之任一項所述的裝置,其特徵在於 ,該用於測量一物理量的手段包括一感測器陣列,該感測器陣列經佈置成與該拋光墊的該表面接觸。
- 如請求項5所述的裝置,其特徵在於 ,該感測器包括至少兩個電接觸元件,該至少兩個電接觸元件經佈置成與該拋光墊的該表面接觸,及該用於測量一物理量的手段包括用於測量該至少兩個電接觸元件中之兩者之間的該電阻的手段。
- 如請求項8所述的裝置,其特徵在於 ,該用於測量一物理量的手段包括用於測量該至少兩個電接觸元件中之一者與該拋光板之間的該電容的手段。
- 如請求項5所述的裝置,其特徵在於 ,該用於測量一物理量的手段包括用於將該感測器壓靠在該拋光墊的該表面的一壓縮元件。
- 如請求項5所述的裝置,其特徵在於 ,該用於測量一物理量的手段包括用於測量作用在該感測器上的橫向力的手段。
- 如請求項1所述的裝置,其特徵在於 ,該用於分配一拋光懸浮液的手段包括經佈置在該拋光墊的上方的一噴嘴和用於使該噴嘴在該拋光墊上的該複數個位置之間移動的手段。
- 如請求項12所述的裝置,其特徵在於 ,該用於移動該噴嘴的手段包括經佈置在該拋光墊的上方的一臂和用於沿著該臂移動該噴嘴的一致動器。
- 如請求項1所述的裝置,其特徵在於 ,該用於分配一拋光懸浮液的手段包括經佈置在該拋光墊的上方的一噴嘴陣列。
- 一種用於拋光一樣品的方法,包括以下步驟: -用一樣品架將該樣品保持抵靠在經附接至一拋光板的一拋光墊上,及 -繞一軸旋轉該拋光板,其特徵在於 ,該方法包括以下步驟: -在該拋光墊上的複數個位置中測量指示濕度或摩擦力的一物理量,及 -基於該測量的物理量的值,將一拋光懸浮液分配至該拋光墊上的該複數個位置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20195982 | 2019-11-18 | ||
FI20195982A FI20195982A1 (en) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | Apparatus and method for polishing a part |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202122213A true TW202122213A (zh) | 2021-06-16 |
Family
ID=73598895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW109140205A TW202122213A (zh) | 2019-11-18 | 2020-11-18 | 用於拋光樣品的裝置及方法 |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220395955A1 (zh) |
EP (1) | EP4061576A1 (zh) |
JP (1) | JP2023503280A (zh) |
KR (1) | KR20220134521A (zh) |
CN (1) | CN114728397A (zh) |
AU (1) | AU2020385654A1 (zh) |
CA (1) | CA3161142A1 (zh) |
FI (1) | FI20195982A1 (zh) |
TW (1) | TW202122213A (zh) |
WO (1) | WO2021099681A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023242481A1 (en) * | 2022-06-15 | 2023-12-21 | Turun Yliopisto | Device and method for moistening a polishing pad |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5081421A (en) * | 1990-05-01 | 1992-01-14 | At&T Bell Laboratories | In situ monitoring technique and apparatus for chemical/mechanical planarization endpoint detection |
US5700180A (en) * | 1993-08-25 | 1997-12-23 | Micron Technology, Inc. | System for real-time control of semiconductor wafer polishing |
JP3311203B2 (ja) * | 1995-06-13 | 2002-08-05 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置、半導体ウェーハの化学的機械的ポリッシング方法 |
US6626736B2 (en) * | 2000-06-30 | 2003-09-30 | Ebara Corporation | Polishing apparatus |
US6623329B1 (en) * | 2000-08-31 | 2003-09-23 | Micron Technology, Inc. | Method and apparatus for supporting a microelectronic substrate relative to a planarization pad |
US6722943B2 (en) * | 2001-08-24 | 2004-04-20 | Micron Technology, Inc. | Planarizing machines and methods for dispensing planarizing solutions in the processing of microelectronic workpieces |
DE10303407A1 (de) * | 2003-01-27 | 2004-08-19 | Friedrich-Schiller-Universität Jena | Verfahren und Vorrichtung zur hochgenauen Bearbeitung der Oberfläche eines Objektes, insbesondere zum Polieren und Läppen von Halbleitersubstraten |
WO2005043132A1 (en) * | 2003-10-31 | 2005-05-12 | Applied Materials, Inc. | Polishing endpoint detection system and method using friction sensor |
JP5248127B2 (ja) * | 2008-01-30 | 2013-07-31 | 株式会社荏原製作所 | 研磨方法及び研磨装置 |
US10857651B2 (en) * | 2017-11-20 | 2020-12-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Apparatus of chemical mechanical polishing and operating method thereof |
KR102643278B1 (ko) * | 2018-03-07 | 2024-03-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 연마 유체 첨가제 농도 측정 장치 및 그에 관련된 방법들 |
CN111836700A (zh) * | 2019-02-20 | 2020-10-27 | 应用材料公司 | 用于cmp温度控制的装置及方法 |
-
2019
- 2019-11-18 FI FI20195982A patent/FI20195982A1/en unknown
-
2020
- 2020-11-16 EP EP20815891.5A patent/EP4061576A1/en active Pending
- 2020-11-16 CA CA3161142A patent/CA3161142A1/en active Pending
- 2020-11-16 WO PCT/FI2020/050764 patent/WO2021099681A1/en unknown
- 2020-11-16 CN CN202080079861.7A patent/CN114728397A/zh active Pending
- 2020-11-16 JP JP2022529095A patent/JP2023503280A/ja active Pending
- 2020-11-16 KR KR1020227020723A patent/KR20220134521A/ko active Search and Examination
- 2020-11-16 AU AU2020385654A patent/AU2020385654A1/en active Pending
- 2020-11-16 US US17/776,794 patent/US20220395955A1/en active Pending
- 2020-11-18 TW TW109140205A patent/TW202122213A/zh unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114728397A (zh) | 2022-07-08 |
US20220395955A1 (en) | 2022-12-15 |
WO2021099681A1 (en) | 2021-05-27 |
KR20220134521A (ko) | 2022-10-05 |
JP2023503280A (ja) | 2023-01-27 |
FI20195982A1 (en) | 2021-05-19 |
CA3161142A1 (en) | 2021-05-27 |
AU2020385654A1 (en) | 2022-05-26 |
EP4061576A1 (en) | 2022-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW202122213A (zh) | 用於拋光樣品的裝置及方法 | |
TW202133998A (zh) | 用於測量研磨墊中的水分的水分感測器、研磨裝置和方法 | |
TW201417946A (zh) | 研磨方法及研磨裝置 | |
EP1583638A1 (en) | Polishing pad conditioning | |
CN102725830A (zh) | 固定环的厚度及使用期限的即时监控方法及设备 | |
US10556314B2 (en) | Head height adjustment device and substrate processing apparatus provided with head height adjustment device | |
US9669515B2 (en) | Polishing apparatus | |
JP3179725U (ja) | 接着剤塗布装置 | |
JP7397617B2 (ja) | 研磨装置 | |
CN112969553B (zh) | 用于控制冶金试样制备机上的流体分配器的方法和装置 | |
TWI277485B (en) | Abrasive articles and methods for the manufacture and use of same | |
CN107000158A (zh) | 用于化学机械抛光工具的部件 | |
CN205166654U (zh) | 化学机械抛光装置 | |
KR20170000067A (ko) | 화학 기계적 연마 장치 | |
JP2000271854A (ja) | 加工方法及びその装置並びに半導体基板の加工方法 | |
US20160121452A1 (en) | Polishing apparatus and polishing method | |
WO2021039401A1 (ja) | 研磨装置および研磨方法 | |
US20140349552A1 (en) | Dressing apparatus, polishing apparatus having the dressing apparatus, and polishing method | |
JP2019091765A (ja) | 基板を平坦化するための装置および方法 | |
TW202402462A (zh) | 用於潤濕拋光墊的裝置和方法 | |
TW202026104A (zh) | 具有電容剪力感應器的拋光系統 | |
CN207564299U (zh) | 一种研磨工程监视装置以及含有该装置的系统 | |
Cairns et al. | Mechanical and tribological investigations of sol–gel derived SiO2 optical coatings | |
JP2002083791A (ja) | 研磨装置 | |
KR20230151901A (ko) | 표면 성상 측정 시스템, 표면 성상 측정 방법, 연마 장치 및 연마 방법 |