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CN110962039A - 载体晶片和形成载体晶片的方法 - Google Patents

载体晶片和形成载体晶片的方法 Download PDF

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CN110962039A
CN110962039A CN201811147777.5A CN201811147777A CN110962039A CN 110962039 A CN110962039 A CN 110962039A CN 201811147777 A CN201811147777 A CN 201811147777A CN 110962039 A CN110962039 A CN 110962039A
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carrier wafer
polishing
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carrier
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L·C·金
鲁飞
欧阳煦
Y·G·潘
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Corning Inc
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Priority to JP2021517290A priority patent/JP2022501208A/ja
Priority to KR1020217012094A priority patent/KR20210054581A/ko
Priority to US16/583,696 priority patent/US11919125B2/en
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Abstract

本申请涉及载体晶片和形成载体晶片的方法。形成载体晶片的方法包括如下步骤：对载体晶片的第一表面和第二表面进行研磨，使得载体晶片是基本平坦的，所述载体晶片包括玻璃、玻璃陶瓷或者陶瓷材料，其中，在研磨之后，载体晶片的直径是250mm至450mm和厚度是0.5mm至2mm；以及通过载体晶片的中心部分与边缘部分之间的不同的压力、不同的速度或不同的时间中的至少一种，对载体晶片的第一表面进行抛光，使得第一表面具有凸或凹形状。

Description

载体晶片和形成载体晶片的方法
技术领域
本公开一般地涉及形成载体晶片的方法，抛光设备及其载体晶片。
背景技术
通常来说，基材上的厚度均匀性是重要特性，其影响使用基材的适宜性。通常，在生产之后使用基材需要最后的机械和/或化学抛光和/或基材清洁，从而提供足够干净和均匀的表面(即，对基材沉积、生长或者连接额外层)。最后的化学和/或机械抛光经常导致一定厚度的基材去除。在最后抛光中，从基材去除材料常常导致基材偏离预定规格，导致基材是不可用的。
发明内容
根据本公开的第一个方面，形成载体晶片的方法包括如下步骤：对载体晶片的第一表面和第二表面进行研磨，使得载体晶片是基本平坦的，所述载体晶片包括玻璃、玻璃陶瓷或者陶瓷材料，其中，在研磨之后，载体晶片的直径是250mm至450mm和厚度是0.5mm至2mm；以及通过载体晶片的中心部分与边缘部分之间的不同的压力、不同的速度或不同的时间中的至少一种，对载体晶片的第一表面进行抛光，使得第一表面具有凸或凹形状。
根据第二个方面，提供了方面1的方法，其中，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤包括：通过中心部分与边缘部分之间的不同的压力，对载体晶片的第一表面进行抛光，以及其中，所述不同的压力是5psi至20psi。
根据第三个方面，提供了方面1的方法，其中，载体晶片的第一表面构造成经由抛光步骤之后进行的结尾抛光步骤，被抛光至基本平坦形状。
根据第四个方面，方面1的方法还包括如下步骤：在抛光步骤之后，将第一表面的中心部分和边缘部分结尾抛光至基本平坦形状，其中，在结尾抛光步骤过程中，载体晶片和抛光垫中的至少一个相对于另一个转动，使得第一表面的中心部分和边缘部分同时以不同速率进行抛光。
根据第五个方面，提供了方面1的方法，其中，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤限定了凸形状。
根据第六个方面，提供了方面1的方法，其中，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤限定了凹形状。
根据第七个方面，提供了方面1的方法，其中，对第一表面进行抛光的步骤还包括将抛光头靠住载体晶片的第一表面转动。
根据第八个方面，提供了方面1的方法，其中，第一和第二表面是载体晶片的相反侧。
根据第九个方面，提供了方面8的方法，其中，基本同时进行第一表面和第二表面的研磨。
根据第十个方面，提供了方面1的方法，其中，在通过不同的压力对载体晶片的第一表面进行抛光步骤之后，载体晶片的中心部分与边缘部分之间的厚度差异是1um至5um。
根据第十一个方面，提供了方面1的方法，其中，载体晶片是基本圆形的。
根据第十二个方面，提供了方面11的方法，其中，载体晶片的外直径是200mm至400mm。
根据本公开的第十三个方面，抛光设备包括可调节重物，与马达相连的抛光头、转台；以及与马达和配重相连的杠杆，所述马达和配重放置在杠杆的枢轴点的相对端上。可调节重物和配重构造成改变施加到抛光头的作用力。
根据第十四个方面，提供了方面13的抛光设备，其中，杠杆的枢轴点与支撑结构相连。
根据第十五个方面，提供了方面13的抛光设备，其中，步进式马达放置在可调节重物的上方。
根据第16个方面，提供了13方面的设备，其中，抛光头构造成是倾斜的。
根据本公开的第十七个方面，载体晶片包括：主体，所述主体限定了具有中心部分和边缘部分的第一表面以及位于主体与第一表面相反侧上的第二表面，第一表面限定了基本凸或凹的形状，以及第二表面是基本平坦的。第一表面构造成在中心部分与边缘部分之间的不同的抛光速率下，被抛光至基本平坦表面。
根据第十八个方面，提供了权利要求17的载体晶片，其中，载体晶片的中心部分与边缘部分之间的厚度差异是1um至5um。
根据第十九个方面，提供了权利要求17的载体晶片，其中，载体晶片包括玻璃。
根据第二十个方面，提供了权利要求17的载体晶片，其中，第一表面限定了凹形状。
本领域技术人员通过参考以下说明书、权利要求书和附图能够进一步理解和体会本公开的这些和其它特征、优点和目的。
附图说明
以下是结合附图进行的附图说明。为了清楚和简明起见，附图不一定按比例绘制，附图的某些特征和某些视图可以按比例放大显示或示意性显示。
在附图中：
图1A是根据至少一个例子的载体晶片的横截面图；
图1B是根据至少一个例子的载体晶片的横截面图；
图2是根据至少一个例子的形成载体晶片的方法的流程图；
图3A是根据至少一个例子的抛光设备的正视示意图；
图3B是根据至少一个例子的沿图3A的线IIIB-IIIB的横截面图。
具体实施方式
在以下的详细描述中提出了本发明的附加特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言由所述内容就容易理解，或按下面的描述和权利要求书以及附图所述实施本发明而被认识。
如本文所用，术语“和/或”当用于列举两个或更多个项目时，表示所列项目中的任意一个可以单独采用，或者可以采用所列项目中的两个或更多个的任意组合。例如，如果描述组合物含有组分A、B和/或C，则组合物可只含有A；只含有B；只含有C；含有A和B的组合；含有A和C的组合；含有B和C的组合；或含有A、B和C的组合。
在本文件中，关系术语，例如第一和第二、顶部和底部等，仅仅用于将一个实体或行为与另一个实体或行为区分开来，没有必然要求或暗示此类实体或行为之间的任何实际的此类关系或顺序。
本领域技术人员会理解的是，所述公开内容和其他组分的构建不限于任何具体材料。除非与本文另有说明，否则本文所揭示的本公开的其他示例性实施方式可以由宽范围的各种材料形成。
出于本公开的目的，术语“相连”(其所有形式：连接、相连接、连接的等)通常表示两个组件(以电或机械方式)相互直接或间接接合到一起。此类接合自然可以是静态或者自然可以是可移动的。可以通过这两个组件以及任何额外的中间元件(以电或机械方式)实现此类接合，所述任何额外的中间元件相互整体形成单个单体件或者与所述两个组件整体形成单个单体件。除非另有说明，否则此类接合自然可以是永久的，或者自然可以是可去除或者可脱离的。
如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还应理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平坦”表面旨在表示平坦或近似平坦的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可以表示值是相互在约10％之内。如本文所用，术语“基本平坦”表示限定了基本平坦的表面的主体的总厚度变化小于或等于1um。
重要的是，还要指出，在示例性实施方式中显示的本公开的元件的构造和排布仅仅是示例性的。虽然在本公开中仅详细描述了本发明的一些实施方式，但是阅读了本公开的本领域技术人员会容易地理解，许多改进是可行的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例的变化，以及参数值、安装布置、材料的使用、颜色、取向等)，这没有从本质上背离本文所述主题的新颖性教导和优势。例如，显示为整体形成的元件可以由多个部件构成，或者显示为多个部件的元件可以整体形成，接口的操作可以颠倒或以其他方式变化，结构的长度或宽度，和/或元件或连接器或者系统的其他元件可以发生变化，并且可以改变在元件之间提供的调节位置的性质或数量。应该注意的是，系统的元件和/或组装件可以由任意宽范围的材料构造，所述材料以任意宽范围的各种颜色、纹理提供了足够的强度或耐久性，及其组合。因此，所有的这些改进都旨在被包括在本发明的范围之内。在不脱离本发明精神的情况下，可以对各种所需和其他示例性实施方式的设计、操作条件和布置进行其他替换、改进、改变和省略。
现参见图1A和1B，显示了载体晶片10。载体晶片10具有主体14，其限定了相反的主表面，称作第一表面18和第二表面22。根据各种例子，载体晶片10还可限定位置是沿着主体14的边缘的一个或多个次表面24。在其他例子中，部分的第一表面18与第二表面22可以相遇或相交。载体晶片10的主体14包括中心部分26，其位于边缘部分30的内部或内侧。载体晶片10的边缘部分30位置靠近载体晶片10的主体14的边缘。边缘部分30还可以围绕中心部分26。载体晶片10的主体14可以具有圆形、椭圆、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形或者更高阶多边形形状。
载体晶片10的外直径或者最大外部宽度可以是200mm至450mm或者250mm至450mm。例如，外直径或最大外部宽度可以是200mm、或者210mm、或者220mm、或者230mm、或者240mm、或者250mm、或者260mm、或者270mm、或者280mm、或者290mm、或者300mm、或者310mm、或者320mm、或者330mm、或者340mm、或者350mm、或者360mm、或者370mm、或者380mm、或者390mm、或者400mm，或者这些值作为端点之间的任意值和所有值以及范围。会理解的是，载体晶片10的圆形例子具有直径，而载体晶片10的多边形例子可具有从主体14的角测量的最长长度。
载体晶片10的第一表面18可以具有或者限定各种形状。例如，第一表面18可以限定基本凸的形状(即，图1A)。在凸形状的例子中，第一表面18具有正的主曲率半径，使得在中心部分26上延伸的一部分第一表面18通常可以被在边缘部分30上延伸的那部分第一表面18更高。换言之，第一表面18以远离第二表面22的方向延伸，使得在凸的例子中，载体晶片10的主体14在中心部分26相比于边缘部分30更厚。第一表面18的凸形状的顶点可以位于载体晶片10的中心，或者可以偏离载体晶片10的中心。在其他例子中，第一表面18可以具有凹形状(即，图1B)。在凹形状的例子中，第一表面18具有负的主曲率半径，使得在中心部分26上延伸的那部分第一表面18通常可以被在边缘部分30上延伸的那部分第一表面18更低。换言之，第一表面18的凹例子以朝向主体14的第二表面22的方向延伸，使得载体晶片10在中心部分26中可以相比于边缘部分30更薄。第一表面18的凹形状的最薄点可以位于载体晶片10的中心，或者可以偏离载体晶片10的中心。会理解的是，第一表面18的主曲率半径可以在第一表面18上是相同的，或者可以是不同的(即，故意不同和/或由于制造容差导致的不同)，这没有背离本文提供的指导。
根据各种例子，载体晶片10的厚度(即，从第一表面18到第二表面22测得的厚度)在其最厚点是50um至5mm。载体晶片10可以具有如下厚度：100μm、200μm、300μm、400μm、500μm、600μm、700μm、800μm、900μm、1000μm、2mm、3mm、4mm、5mm，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围。载体晶片10的厚度可以是1μm至1000μm，或者100μm至500μm。会理解的是，载体晶片10的厚度可以在其长度上(即，以周期性方式或不规律方式)变化。
载体晶片10可以在第一表面18上具有总厚度变化。总厚度变化定义为当载体晶片10被夹住固定时，载体晶片10的最厚点与载体晶片10的最薄点之间的差异。在第一表面18上的总厚度变化可以是0.2μm、或者0.4μm、或者0.6μm、或者0.8μm、或者1.0μm、或者1.2μm、或者1.4μm、或者1.6μm、或者1.8μm、或者2.0μm、或者2.2μm、或者2.4μm、或者2.6μm、或者2.8μm、或者3.0μm、或者3.2μm、或者3.4μm、或者3.6μm、或者3.8μm、或者4.0μm、或者4.2μm、或者4.4μm、或者4.6μm、或者4.8μm、或者5.0μm，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。总厚度变化可以是0.1μm至50μm，或者0.1μm至40μm，或者0.1μm至30μm，或者0.1μm至20μm，或者0.1μm至10μm，或者1μm至5μm。根据各种例子，总厚度变化可以是在载体晶片10的边缘(即，第一表面18的最远或最外侧部分)与载体晶片10的最厚点(即，凸的第一表面18的顶点)或者与载体晶片10的最薄点(即，凹的第一表面18的最低点)之间。由此，载体晶片10的中心部分26与边缘部分30之间的厚度差异(即，总厚度变化)可以是1um至5um。
如上文所解释的，对于凸例子，第一表面18具有正的主曲率半径。在第一表面18的凸例子中，主曲率半径可以是2m、或4m、或10m、或100m、或1000m、或2000m、或3000m、或4000m、或5000m，或者这些值中的任意两个作为端点的任意和全部值和或任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。在第一表面18的凹例子中，主曲率半径可以是负的。对于第一表面18的凹例子，主曲率半径可以是-2m、或-4m、或-10m、或-100m、或-1000m、或-2000m、或-3000m、或-4000m、或-5000m，或者这些值中的任意两个作为端点的任意和全部值和或任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。
如下文更详细解释，可以将载体晶片10的第一表面18构造成当将抛光垫施加到第一表面18时，被抛光至基本平坦形状(即，使得载体晶片10的主体14具有小于或等于1um的总厚度变化)。常规基材常常遭遇到在购买和运输到消费者之后的一个或多个抛光步骤。在基材的总厚度变化容差特别窄的应用中，即使是清洁步骤或抛光步骤也可能从基材去除足以导致基材落在容差之外的材料。通常来说，在此类抛光诱发容差失效中的贡献因子是转动抛光的不同的抛光速率(即，由于圆形抛光结构的不同转速)。使用本文所揭示的载体晶片10和第一表面18可以通过采用凹形状或凸形状的第一表面18来有利地对预期的抛光步骤进行补偿。第一表面18的凹形状或凸形状实现了第一表面18上的后续的不同的抛光速率和材料去除被拉平(level out)，从而第一表面18在抛光后是基本平坦或者平坦的。
根据各种例子，载体晶片10的第二表面22是基本平坦的。例如，第二表面22的高度偏差是0.1um至1um。在其他例子中，第二表面22可以是曲面的(即，凹和/或凸的)，分成块面的(faceted)，和/或具有其他形状，这没有偏离本文所提供的教导。
载体晶片10可以包括玻璃、玻璃陶瓷、陶瓷材料，和/或其组合。示例性的基于玻璃的载体晶片10的例子可以包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃和/或碱性铝硼硅酸盐玻璃。出于本公开的目的，术语“基于玻璃的”可以表示玻璃、玻璃陶瓷和/或陶瓷材料。根据各种例子，载体晶片10可以是基于玻璃的载体晶片10。在基于玻璃的载体晶片10的例子中，载体晶片10可以经过强化或者可以是牢固的。例如，载体晶片10的玻璃例子可以经过热回火(例如，对于牢固的载体晶片10)或者可以具有经离子交换的区域(例如，对于强化的载体晶片10)。此外，载体晶片10可以包括蓝宝石和/或聚合物材料。合适的聚合物的例子包括但不限于：热塑性物质，包括聚苯乙烯(PS)(包括苯乙烯共聚物和掺混物)、聚碳酸酯(PC)(包括共聚物和掺混物)、聚酯(包括共聚物和掺混物，包括聚乙二醇对苯二甲酸酯和聚乙二醇对苯二甲酸酯共聚物)、聚烯烃(PO)和环聚烯烃(环PO)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸聚合物，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(包括共聚物和掺混物)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、聚醚酰亚胺(PEI)，以及这些聚合物的相互掺混物。其他示例性聚合物包括环氧树脂、苯乙烯类树脂、酚醛类树脂、三聚氰胺树脂和硅酮树脂。此外，载体晶片10可以包括一种或多种晶体材料。例如，载体晶片10可以包括一种或多种硅晶体(即，硅晶片)。
根据各种例子，载体晶片10可以构造成用于形成或者支撑一块或多块半导体面板。在此类例子中，载体晶片10可以包括玻璃或者玻璃陶瓷，并且可用于运输或承载一个或多个半导体、电子传感器和/或其他电子组件。由此，载体晶片10可用于“玻璃上半导体”工艺。
现参见图2，显示的是用于形成载体晶片10的方法40。方法40可以从步骤44开始，步骤44对载体晶片10的第一表面18和第二表面22进行研磨，从而使得载体晶片10是基本平坦的。如上文所解释，载体晶片10可以包括玻璃、玻璃陶瓷或者陶瓷材料。此外，在研磨之后，载体晶片10可以具有250mm至450mm的直径和0.5mm至2mm的厚度。如本文所用，研磨是这样一种机械加工过程，其中，两个表面与在它们之间的多个松散或自由滚动的磨料一起摩擦。可以采用研磨机器进行研磨，所述研磨机器构造成采用比载体晶片10的材料更硬的一种或多种磨料。将磨料放在研磨板与载体晶片10的第一表面18之间，从而对第一表面18进行碾磨。用于研磨工艺步骤44的磨料可以包括氧化铝、金刚砂、碳化硅、碳化硼、钻石和/或碳化钨。根据各种例子，第一表面18和第二表面22两者可以同时或者基本同时地进行研磨。在该例子中，可以将载体晶片10放入研磨机器中和/或使得载体晶片10通过研磨机器，从而使得对第一表面18和第二表面22这两者进行研磨。对第一表面18和/或第二表面22进行研磨可以导致第一表面18和/或第二表面22是基本平坦的。由此，载体晶片10可以具有通过第一表面18和第二表面22的研磨得到降低或消除的弓形、弯曲、粗糙度和/或其他方面。除了对第一表面18和/或第二表面22进行研磨之外，第一表面18和/或第二表面22可以进行抛光。
接着，进行载体晶片10的第一表面18的清洁步骤48。如本文所用，清洁定义为从第一表面18去除可能倾向于划伤、损伤或者任意其他方式降低第一表面18的光学质量的微粒和/或污染物。可以采用极性液体、表面活性剂、非极性液体和/或其组合来进行载体晶片10的清洁。例如，载体晶片10可以在水和表面活性剂中冲洗和清洁，以及后续用醇冲洗。此外，可以在超声脉冲和/或压缩气体的帮助下进行载体晶片10的清洁。会理解的是，在第一表面18和第二表面22每一个进行研磨的例子中，第一表面18和第二表面22这两者可以以秘密的方式或者同时进行清洁。第一表面18和/或第二表面22的清洁可以有利地去除第一表面18和/或第二表面22上存在的可能阻碍后续抛光步骤的大的或粗糙的磨料。
现参见图2、3A和3B，以载体晶片10的中心部分26与边缘部分30之间的不同的压力、不同的速度或不同的时间中的至少一种对载体晶片10的第一表面18进行抛光的步骤52，这使得第一表面18具有凸形状或凹形状。如本文所用，抛光定义为这样一种过程，将多个磨料颗粒加料到纤维抛光布料中并将布料施加到工件。会理解的是，抛光既能够降低表面(例如，第一表面18)的粗糙度，也能够从表面去除少量材料(例如，0.2um至约10um)。可以通过使用抛光设备56进行步骤52。会理解的是，虽然被称作抛光56，但是可以改变浆料、垫和磨料，从而抛光设备56可以是研磨设备并用于步骤44。在所示的例子中，抛光设备56是单侧造型或抛光设备56，但是会理解的是，抛光设备56可以一次抛光多个表面。此外，通过抛光设备56，可以一次抛光不止一个载体晶片10。抛光设备56包括支撑结构60，经由枢轴68使得杠杆64与所述支撑结构64以枢轴方式相连。在杠杆64的一端是配重72。在杠杆64的相对端是与抛光头80相连的臂76。支撑结构60支撑了步进式马达84，所述步进式马达84经由机轴92与可调节重物88相连。可调节重物88的位置高于使得抛光头80旋转的抛光马达96。抛光马达96与杠杆64相连。根据各种例子，抛光头80比载体晶片10和/或第一表面18小。抛光头80接触并抛光了载体晶片10的第一表面18，所述载体晶片10放置在安装到轴104的转台100上。抛光头80可以具有25mm至75或者50mm的直径。由此，抛光头80的直径小于载体晶片10。
在抛光设备56的运行中，载体晶片10装载到转台100中或者转台100上。根据各种例子，载体晶片10的第一表面18是暴露出来的，并且面朝抛光头80，而第二表面22放在转台100上。可以经由真空辅助方法或者通过卡盘来原位固定载体晶片10和/或第二表面22。在真空例子中，可以在第二表面22与转台100之间产生真空，从而使得载体晶片10保持固定。在卡盘例子中，载体晶片10可以围绕其周边夹持和/或可以使用与10中的槽连接的锁定销。
一旦将载体晶片10固定到转台100，转台100可以朝向抛光头80上升，并且转台100开始旋转或转动。转台100开始在较低位置时是较低的每分钟转速(RPM)，逐渐上升到使得第一表面18与抛光头80接触。通过使用抛光马达96，抛光头80可以以300RPM至10000RPM的速率转动。根据各种例子，抛光头80相对于载体晶片10的第一表面18是可倾斜的，从而当抛光头80绕着载体晶片10转动时，抛光头80保持与第一表面18接触。换言之，抛光头80构造成是倾斜的。根据各种例子，抛光头80可以是具有空心中心的环，从而使得抛光头80上的速度差异最小化。将含有一种或多种磨料的浆料(即，尺寸小于用于研磨的磨料)供给到第一表面18与抛光头80之间的界面。例如，用于研磨的磨料颗粒尺寸的尺寸范围可以是5um至20um，而用于抛光的磨料颗粒的尺寸范围可以是小于或等于3um。在第一表面18的抛光过程中，抛光头80可以采用CeO2与载剂介质(水)的混合物。
通过使用步进式马达84(即，转动机轴92来移动抛光头80)和通过移动轴104来位移转台100，可以改变抛光头80与载体晶片10的第一表面18的相对位置。抛光头80的开始可以是如下方式：靠近边缘开始抛光第一表面18(即，边缘部分30上)，以及朝向中心(即，中心部分26)移动。会理解的是，或者抛光头80可以从中心开始抛光第一表面18并朝向边缘移动。
如上文所解释的，通过使用中心部分26与边缘部分30之间的不同的压力、不同的速度或者不同的时间，可以将第一表面18抛光至凸形状或者凹形状。在凸的不同的压力的例子中，当抛光头80从中心部分26朝向边缘部分30移动时，抛光头80与第一表面18之间的抛光压力增加。为了产生凹形状的第一表面18，当抛光头80从中心部分26朝向边缘部分30移动时，抛光头80与第一表面18之间的抛光压力降低。抛光头80可以在载体晶片10的中心部分26与边缘部分30之间往复，和/或可以以圆形方式绕着载体晶片10的第一表面18移动。
取决于第一表面18的曲率程度(即，凸或凹这两种情况)，可以改变可调节重物88与配重72的重量。通过增加或减少可调节重物88上的重量和/或通过改变配重72上的重量，可以改变通过抛光头80提供到载体晶片10的第一表面18的作用力。通过改变抛光头80与载体晶片10之间的作用力以及施加作用力的时间段，可以去除不同的载体晶片10的材料量，以将第一表面18塑造成上文所解释的形状。换言之，在第一表面18上施加不同的抛光压力，可以将第一表面18成形为上文所述的形状。由于第二表面22靠着转台100放置，第二表面22可以保持步骤44过程中形成的形状(即，平坦的)。
如本文所用，术语“绝对压力”定义为通过抛光头80施加到载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的压力。施加到载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的绝对压力可以是0.1psi,0.5psi,1psi、或者2psi、或者3psi、或者4psi、或者5psi、或者6psi、或者7psi、或者8psi、或者9psi、或者10psi、或者11psi、或者12psi、或者13psi、或者14psi、或者15psi、或者16psi、或者17psi、或者18psi、或者19psi、或者20psi、或者25psi、或者30psi，或者这些值中的任意两个作为端点的任意和全部值或任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，施加到载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的绝对压力可以是0.5psi至30psi、或者0.5psi至25psi、或者0.5psi至20psi、或者1psi至20psi、或者1psi至15psi、或者1psi至10psi、或者1psi至5psi。
如本文所用，术语“不同的压力”定义为抛光头80在最低压力点与最高压力点的绝对压力之间的差异。不同的压力可以是0.1psi、或者0.5psi、或者1psi、或者2psi、或者3psi、或者4psi、或者5psi、或者6psi、或者7psi、或者8psi、或者9psi、或者10psi、或者11psi、或者12psi、或者13psi、或者14psi、或者15psi、或者16psi、或者17psi、或者18psi、或者19psi、或者20psi、或者25psi、或者30psi，或者这些值中的任意两个作为端点的任意和全部值或任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，不同的压力可以是0.5psi至30psi、或者0.5psi至25psi、或者0.5psi至20psi、或者1psi至20psi、或者1psi至15psi、或者1psi至10psi、或者1psi至5psi。会理解的是，在不同的压力的例子中，在第一表面18的最高与最低压力点之间，压力可以是逐渐变化而不是以步阶式方式变化。
在第一表面18的凸例子中，载体晶片10的中心部分26可以具有低压力或者基本没有向其施加压力，而边缘部分30可以具有施加到其的较大压力(例如，20psi)。在该例子中，施加到中心部分26的绝对压力可以是0psi或者0.5psi，以及施加到边缘部分30的绝对压力可以是20psi，从而使得中心部分26与边缘部分30之间的不同的压力近似为20psi。会理解的是，对于第一表面18的凹例子，中心部分26与边缘部分30的绝对压力值可以倒转。此外，会理解的是，在中心部分26与边缘部分30之间可以采用上文所述的绝对压力的任意组合，以实现这种不同的压力，这没有背离本文所提供的教导。
在采用不同的速度来对第一表面18进行成形的步骤52的例子中，可以调节抛光马达96的速度(即，进而调节抛光头80的速度)，以产生中心部分26与边缘部分30之间的不同的抛光。对于凸的例子，当抛光头80从第一表面18的中心朝向边缘移动时，可以增加抛光马达96的速度，从而在靠近边缘部分30从第一表面18去除更多的材料。在凹的例子，当抛光头80从第一表面18的边缘部分30朝向中心部分26移动时，可以增加抛光马达96的速度，从而在靠近中心部分26从第一表面18去除更多的材料。
如本文所用，术语“绝对速度”定义为抛光头80在载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的每分钟转速。抛光头80在载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的绝对速度可以是60RPM、或者100RPM、或者500RPM、或者1000RPM、或者2000RPM、或者3000RPM、或者4000RPM、或者5000RPM、或者6000RPM、或者7000RPM、或者8000RPM、或者9000RPM、或者10000RPM，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，施加到载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的绝对速度可以是60RPM至10000RPM、或者3000RPM至10000RPM、或者4000RPM至9000RPM、或者5000RPM至8000RPM、或者6000RPM至7000RPM。
如本文所用，术语“不同的速度”定义为抛光头80在最低速度点与最高速度点的绝对速度之间的差异。该不同的速度可以是1RPM、或者10RPM、或者50RPM、或者100RPM、或者200RPM、或者300RPM、或者400RPM、或者500RPM、或者1000RPM、或者3000RPM、或者4000RPM、或者5000RPM、或者6000RPM、或者7000RPM、或者8000RPM、或者9000RPM，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，施加到载体晶片10的第一表面18上的任意一个点的不同的速度可以是10RPM至9000RPM、或者100RPM至8000RPM、或者1000RPM至7000RPM、或者2000RPM至6000RPM、或者3000RPM至5000RPM。会理解的是，在不同的速度的例子中，在第一表面18的最快与最慢压力点之间，速度可以是逐渐变化而不是以步阶式方式变化。
在采用不同的时间来对第一表面18进行成形的步骤52的例子中，抛光头80在中心部分26上与在边缘部分30上的停留时间可以发生变化，从而以优先的方式从第一表面18去除材料。对于凸的例子，当抛光头80从第一表面18的中心朝向边缘移动时，可以增加抛光头80在第一表面18上的点的停留时间，从而在靠近边缘部分30从第一表面18去除更多的材料。在凹的例子中，当抛光头80从第一表面18的边缘部分30朝向中心部分26移动时，可以增加抛光头80在第一表面18上的点的停留时间，从而在靠近中心部分26从第一表面18去除更多的材料。
出于本公开的目的，术语“绝对时间”是载体晶片10的第一表面18上的点暴露于抛光垫80的时间。绝对时间可以是1秒、30秒、1分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟、120分钟，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，绝对时间可以是1秒至120分钟、或者1秒至60分钟、或者1分钟至60分钟、或者10分钟至60分钟、或者10分钟至30分钟、或者10分钟至20分钟。如本文所用，术语“不同的时间”定义为抛光头80在最短时间点与最长时间点花费的绝对时间的差异。该不同的时间可以是1秒、30秒、1分钟、5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、40分钟、45分钟、50分钟、55分钟、60分钟、120分钟，或者这些值中的任意两个作为端点的任意范围，或者这些值中的任意一个作为上端点的任意范围。例如，不同的时间可以是1秒至60分钟、或者1分钟至60分钟、或者10分钟至60分钟、或者10分钟至30分钟、或者10分钟至20分钟。会理解的是，在不同的时间的例子中，在第一表面18的最长与最短时间点之间，时间可以是逐渐变化而不是以步阶式方式变化。
在第一表面18的凸例子中，载体晶片10的中心部分26可以具有向其施加抛光头80的较短绝对时间，而边缘部分30可以具有向其施加抛光头80的较长绝对时间。在该例子中，施加到中心部分26的绝对时间可以是1秒至1分钟，以及边缘部分30的绝对时间可以是60分钟，从而使得中心部分26与边缘部分30之间的不同的时间近似为60分钟。会理解的是，对于第一表面18的凹例子，中心部分26与边缘部分30的绝对时间值可以倒转。
在对第一表面18进行抛光的步骤52之后，载体晶片10可以具有曲面(即，凸或凹的)第一表面18。如上文所解释的，弯曲的第一表面18可能是有利的，因为其构造成经受结尾抛光步骤至基本平坦的第一表面18。该特征可能是有利的，因为载体晶片10可以被销售给消费者或者任意其他方式转移给消费者(即，步骤52之后)，并且当消费者进行结尾抛光步骤(即，对载体晶片10进行清洁或光滑)，第一表面18会是基本平坦且易于使用的。根据其他例子，然后可以储存或者任意其他方式保存载体晶片10，以及可以通过载体晶片10的制造商来进行结尾抛光步骤。由此，在抛光步骤52之后，接下来的结尾抛光步骤110使得第一表面18的中心部分26和边缘部分30具有基本平坦形状。在结尾抛光步骤110的过程中，载体晶片10与抛光垫中的至少一个相对于彼此转动，从而以不同速率同时对第一表面18的中心部分26和边缘部分30进行抛光。可以通过载体晶片10的最初制造商或者通过后续的用户或消费者来进行步骤110。抛光垫可以部分是化学、机械和/或化学-机械抛光步骤。在化学-机械抛光中，在载体晶片10上联合使用磨料和腐蚀性化学浆料(例如，胶体)。将抛光垫压靠住载体晶片10的第一表面18，并且旋转从而对第一表面18进行抛光。根据各种例子，抛光垫绕着不同转动轴转动(即，不同同心的)，从而去除第一表面18的材料。作为抛光垫转动的补充或替代，可以使得载体晶片10转动，从而实现了抛光垫与第一表面18之间的相对运动。
作为步骤110的结果，以不同速率同时发生第一表面18的中心部分26与边缘部分30的抛光，从而将第一表面18抛光至基本平坦形状。如上文所解释的，载体晶片10的第一表面18可以是凸或凹的，这些形状分别导致中心部分26与边缘部分30之间的总厚度变化。在第一表面18的凸例子中，当化学-机械抛光的抛光垫接触第一表面18时，由于与中心部分26的升高相关作用力增加，抛光垫优先抛光第一表面18的较高的中心部分26。高程的增加导致施加到中心部分26更大的作用力，从而第一表面18的中心部分26的抛光比边缘部分30更快。如上文所解释的，对中心部分26和边缘部分30的相对高度进行调整，从而中心部分26与边缘部分30之间的不同的抛光速率导致基本平坦的第一表面18。
类似于第一表面18的凸例子，第一表面18的凹例子也利用了不同的抛光速率以得到基本平坦的第一表面18。在凹例子中，第一表面18的边缘部分30相对于中心部分26升高，从而优先以比中心部分26更大的速率抛光边缘部分30。由此，由于第一表面18的凹形状的中心部分26与边缘部分30之间的不同的抛光速率导致基本平坦的第一表面18。
一旦将第一表面18抛光至基本平坦的形状，可以对第一表面18进行清洁和准备用于载体晶片10的后续使用。根据各种例子，载体晶片10可以用作硅晶片的载体。在该例子中，可以将硅晶片(以例如，可逆或不可逆方式)粘结到载体晶片10的第一表面18。在此类例子中，高度均匀平坦的第一表面18可能是有利的。
使用本公开可以提供各种优点。首先，上文所述的方法40和抛光设备56可以用于硅晶片和光学透镜这两者。例如，硅晶片和光学透镜这两者都常常遇到消费者的额外抛光步骤，采用上文所述的本公开内容可以允许此类下游制造技术得到较高的产率。此外，由于常规制造技术常常导致具有不规则表面的常规基材，提供具有已知曲率的载体晶片10(其构造成产生基本平坦的第一表面18)可以降低与对校正常规基材的不规则表面相关的复杂度。
第二，使用方法40和抛光设备56可以降低和/或消除载体晶片10的总厚度变化、总指示读数、局部焦平面偏差和局部厚度变化。例如，通过对第一表面18和第二表面22进行研磨，然后后续用抛光设备56对第一表面18进行抛光，可以降低上文所述的载体晶片10的潜在缺陷。
第三，使用抛光设备56实现了载体晶片10的第一表面18的灵活且精密控制。在常规基材中，将基材碾磨和抛光至适当轮廓可能是困难的。使用本文所揭示的抛光设备56及其可调节重物88实现了第一表面18的精密控制。
第四，抛光设备56提供了低成本的固定装置来提供载体晶片10的抛光。例如，使用可调节重物88，杠杆64和配重72提供了简单、可调节且机械可靠的方式来调节通过抛光头80施加到载体晶片10的作用力，从而可以向载体晶片10的第一表面18施加不同的压力。
第五，抛光设备56提供了可规模化系统，用于增加载体晶片10的生产。例如，单个抛光设备56可以配备多个抛光头80和/或多个抛光设备56可以用于增加同时生产的载体晶片10的数量。
第六，由于步骤44中进行的载体晶片10的研磨可以产生高度均匀的第一表面18和/或第二表面22，因此由于抛光设备56具有高度一致的给料，可以实现载体晶片10的高产率。
本领域技术人员以及利用和使用本公开内容的人会进行本公开的改进。因此，要理解的是，附图所示和上文所述的实施方式仅仅是示意性目的而不是旨在限制本公开的范围，本公开的范围由所附权利要求书所限定，根据专利法的原理解读为包括等同原则。
本领域技术人员会理解的是，所述公开内容和其他组分的构建不限于任何具体材料。除非与本文另有说明，否则本文所揭示的本公开的其他示例性实施方式可以由宽范围的各种材料形成。
会理解的是，任意所述的工艺或者所述工艺中的步骤可以与所揭示的工艺或步骤结合，从而形成本公开范围内的结构。本文所揭示的示例性结构和工艺是示意性目的，而不理解为限制性。
还理解的是，可以对上文所述的结构和方法进行改变和改进而不背离本公开的概念，此外，要理解的是，此类概念旨被所附权利要求覆盖，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (20)

1.一种形成载体晶片的方法，所述方法包括以下步骤：
对载体晶片的第一表面和第二表面进行研磨，使得载体晶片是基本平坦的，所述载体晶片包括玻璃、玻璃陶瓷或者陶瓷材料，其中，在研磨之后，载体晶片的直径是250mm至450mm和厚度是0.5mm至2mm；以及
通过载体晶片的中心部分与边缘部分之间的不同的压力、不同的速度或不同的时间中的至少一种，对载体晶片的第一表面进行抛光，使得第一表面具有凸或凹形状。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤包括：通过中心部分与边缘部分之间的不同的压力，对载体晶片的第一表面进行抛光，以及其中，所述不同的压力是5psi至20psi。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，载体晶片的第一表面构造成经由抛光步骤之后进行的结尾抛光步骤，被抛光至基本平坦形状。
4.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在抛光步骤之后，将第一表面的中心部分和边缘部分结尾抛光至基本平坦形状，其中，在结尾抛光步骤过程中，载体晶片和抛光垫中的至少一个相对于另一个转动，使得第一表面的中心部分和边缘部分同时以不同速率进行抛光。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤限定了凸形状。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对载体晶片的第一表面进行抛光的步骤限定了凹形状。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对第一表面进行抛光的步骤还包括将抛光头靠住载体晶片的第一表面转动。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二表面是在载体晶片的相反侧上。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基本同时进行第一表面和第二表面的研磨。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在通过不同的压力对载体晶片的第一表面进行抛光步骤之后，载体晶片的中心部分与边缘部分之间的厚度差异是1um至5um。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述载体晶片是基本圆形的。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述载体晶片的外直径是200mm至400mm。
13.一种抛光设备，所述抛光设备包括：
可调节重物；
与马达相连的抛光头；
转台；和
与所述马达和配重相连的杠杆，所述马达和配重放置在杠杆的枢轴点的相对端上，其中，可调节重物和配重构造成改变施加到抛光头的作用力。
14.如权利要求13所述的抛光设备，其特征在于，所述杠杆的枢轴点与支撑结构相连。
15.如权利要求13所述的抛光设备，其特征在于，在可调节重物上方放置步进式马达。
16.如权利要求13所述的抛光设备，其特征在于，抛光头构造成是倾斜的。
17.一种载体晶片，所述载体晶片包括：
主体，所述主体限定了具有中心部分和边缘部分的第一表面以及位于主体与第一表面相反侧上的第二表面，第一表面限定了基本凸或凹的形状，以及第二表面是基本平坦的，
其中，第一表面构造成在中心部分与边缘部分之间的不同的抛光速率下，被抛光至基本平坦形状。
18.如权利要求17所述的载体晶片，其特征在于，载体晶片的中心部分与边缘部分之间的厚度差异是1um至5um。
19.如权利要求17所述的载体晶片，其特征在于，所述载体晶片包括玻璃。
20.如权利要求17所述的载体晶片，其特征在于，所述第一表面限定了凹形状。
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