本發(fā)明涉及熱壓夾具，尤其涉及一種保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、拋光頭是指在化學(xué)機(jī)械研磨拋光工藝過程中用來固定晶圓的裝置，為了晶圓能達(dá)到特定的精度和表面拋光水平。保持環(huán)是研磨頭的主要部件之一，用于固定晶圓。支撐膜具有特定形狀，安裝在裝配主件和固定晶圓環(huán)件之間，原材料具有熱塑性。現(xiàn)有技術(shù)利用兩塊金屬制凹凸板進(jìn)行熱壓塑形，由于合模過程中模具與產(chǎn)品間存在困氣且模具之間仍存有細(xì)微誤差，這讓支撐膜發(fā)生波浪紋變形的空間，因而有較高概率無法在冷卻過程中恢復(fù)到表面平整狀態(tài)，造成了較高的報(bào)廢率。

2、cn101905448a公開了一種可用于化學(xué)機(jī)械平坦化的拋光墊及其制造方法，該拋光墊包括一基體層，所述基體層上設(shè)有一柔性納米刷層。首先制備模板，再將聚合物溶液涂在基體層上，然后將模板上的納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)移到基體層上，得到納米刷拋光墊。所述拋光墊與現(xiàn)有技術(shù)相比最突出的優(yōu)勢是具有柔性纖維結(jié)構(gòu)，和被拋光表面在柔性接觸下，實(shí)現(xiàn)材料去除，能最大程度上解決現(xiàn)有化學(xué)機(jī)械平坦化技術(shù)中遇到的應(yīng)力問題，適用于超低壓力下的cmp。此外還可以解決較硬拋光墊出現(xiàn)的劃痕、過拋、蝶形和侵蝕等缺陷問題，獲得更高質(zhì)量的被拋光表面。

3、cn104416452a公開了一種化學(xué)機(jī)械拋光墊，其包括：拋光層，剛性層；以及將拋光層與剛性層粘結(jié)的熱熔粘合劑；其中所述拋光層的比重大于0.6，肖氏d硬度為60-90，斷裂伸長率為100-300％；且具有初始水解穩(wěn)定性和持續(xù)水解不穩(wěn)定性的獨(dú)特組合特征。所述拋光層具有拋光表面、底表面和平均厚度tp-平均，該厚度是在垂直于所述拋光表面的方向上從所述拋光表面測量到所述底表面得到的；其中所述拋光層是澆鑄聚氨酯。

4、但是，上述專利并沒有考慮到如何解決化學(xué)機(jī)械拋光墊在熱壓塑形過程中出現(xiàn)變形的問題。

5、cn102853676a公開了一種熱壓加工夾具及使用該夾具的熱壓加工方法，該熱壓加工夾具，它包括底板及加壓立柱，所述底板兩側(cè)固定連接有受拉側(cè)板，所述受拉側(cè)板頂端可拆卸連接有蓋板，所述底板、受拉側(cè)板與蓋板構(gòu)成一框架結(jié)構(gòu)，所述底板上從上往下依次設(shè)有壓板、柔性石墨板及墊板，所述加壓立柱穿過蓋板并與蓋板活動配合，加壓立柱下端與壓板固定連接，所述蓋板上設(shè)有用于鎖緊加壓立柱的鎖緊裝置。該熱壓加工方法包括：將待加工工件裝配在上述熱壓加工夾具的柔性石墨板與墊板之間，并使柔性石墨板壓縮后將裝配有待加工工件的熱壓加工夾具直接置于高溫爐內(nèi)進(jìn)行熱壓加工。但是該熱壓加工夾具并不適合用于加工保持環(huán)支撐薄膜。

6、因此，開發(fā)一種適用于保持環(huán)支撐薄膜的真空熱壓成型夾具，解決保持環(huán)支撐薄膜熱壓變形的問題具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具及其使用方法，通過在使用面上設(shè)置柔性材料的夾具凹板與夾具凸板組合夾持保持環(huán)支撐薄膜，并進(jìn)行真空熱壓處理，有效解決保持環(huán)支撐薄膜在熱壓塑形過程中變形的問題。

2、為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供一種保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具，所述保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具包括夾具凹板、夾具凸板和設(shè)置在夾具凹板使用面上的柔性材料。

4、本發(fā)明所述的保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具通過在夾具凹板使用面上設(shè)置柔性材料，由于其具有高彈性，實(shí)現(xiàn)夾具凹板和夾具凸板之間多余空隙的填充，并為保持環(huán)支撐薄膜整個(gè)面提供壓力，保證保持環(huán)支撐薄膜在熱壓成型過程中不發(fā)生變形。本發(fā)明對夾具凹板的凹坑的深度以及夾具凸板凸出的高度不進(jìn)行詳細(xì)限定，根據(jù)實(shí)際的保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品的需要進(jìn)行設(shè)置即可。

5、優(yōu)選地，所述夾具凹板和所述夾具凸板的邊角上設(shè)置有相對應(yīng)的螺紋孔和對應(yīng)的銷釘孔。

6、優(yōu)選地，所述銷釘孔的銷釘頂出針孔設(shè)置在夾具凹板上。本發(fā)明優(yōu)選所述夾具凹板和所述夾具凸板的形狀均為正方形，所述螺紋孔優(yōu)選設(shè)置在正方形的四角。所述銷釘孔設(shè)置在所述夾具凹板和所述夾具凸板的兩個(gè)對角處，目的在于保證兩個(gè)板的準(zhǔn)確合模。

7、優(yōu)選地，所述夾具凹板和所述夾具凸板的材質(zhì)各自獨(dú)立地包括304不銹鋼、45號鋼或q235碳素結(jié)構(gòu)鋼中的任意一種，可以為保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型提供足夠的壓力，而且廉價(jià)易得。

8、優(yōu)選地，所述夾具凹板和所述夾具凸板的平面度各自獨(dú)立地＜0.01mm，例如可以是0.009mm、0.008mm、0.005mm、0.003mm、0.002mm或0.0001mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

9、優(yōu)選地，所述柔性材料包括硅膠或橡膠。

10、優(yōu)選地，所述柔性材料的厚度為0.1～0.3mm，例如可以是0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm或0.3mm等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

11、當(dāng)柔性材料的厚度較小，不能很好地填充夾具凹板和夾具凸板之間多余空隙，仍然會導(dǎo)致保持環(huán)支撐薄膜發(fā)生變形；當(dāng)柔性材料的厚度較大，會產(chǎn)生保溫效果，影響待熱壓成型的保持環(huán)支撐薄膜降溫速度。

12、優(yōu)選地，所述柔性材料壓塑在夾具凹板的使用面上。

13、第二方面，本發(fā)明還提供一種如第一方面所述的保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具的使用方法，所述使用方法包括：

14、加工環(huán)境抽真空后，將待熱壓成型的保持環(huán)支撐薄膜置于夾具凹板和夾具凸板之間，進(jìn)行溫度為60～80℃的熱壓處理并保溫，自然冷卻后得到保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品。

15、本發(fā)明通過將加工環(huán)境抽真空，保障了保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型過程中，沒有空氣殘留，不會形成空氣泡而變形；此外，夾具凹板使用面上設(shè)置的柔性材料在合模時(shí)，充分填充夾具凹板和夾具凸板之間的多余空隙，并為保持環(huán)支撐薄膜提供穩(wěn)定的壓力，從而實(shí)現(xiàn)了保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品的穩(wěn)定熱壓塑形。

16、本發(fā)明優(yōu)選所述熱壓處理的溫度為60～80℃，既能實(shí)現(xiàn)保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型，又不會導(dǎo)致設(shè)置在夾具凹板使用面上的柔性材料損傷粘附在保持環(huán)支撐薄膜上，影響保持環(huán)支撐薄膜的品質(zhì)。當(dāng)所述熱壓處理的溫度較低，保持環(huán)支撐薄膜熱壓成型效果差，成品率較低；當(dāng)所述熱壓處理的溫度的較高，會導(dǎo)致柔性材料損傷粘附在保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品上，影響保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品的品質(zhì)。而且高溫會導(dǎo)致保持環(huán)支撐薄膜尺寸偏差較大，透明度下降，霧化不透明。

17、優(yōu)選地，所述熱壓處理的溫度為60～80℃，例如可以是60℃、65℃、68℃、70℃、75℃、78℃或80℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

18、優(yōu)選地，所述加工環(huán)境的真空度<1kpa，例如可以是0.9kpa、0.85kpa、0.8kpa、0.7kpa、0.5kpa或0.2kpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

19、優(yōu)選地，所述熱壓處理的壓力為10～20mpa，例如可以是10mpa、11mpa、12mpa、15mpa、17mpa或20mpa等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

20、優(yōu)選地，所述保溫的時(shí)間為30～60min，例如可以是30min、33min、35min、40min、45min、50min或60min等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

21、優(yōu)選地，所述冷卻至20～25℃，例如可以是20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、24.5℃或25℃等，但并不僅限于所列舉的數(shù)值，該數(shù)值范圍內(nèi)其他未列舉的數(shù)值同樣適用。

22、作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案，所述使用方法包括：

23、加工環(huán)境抽真空至真空度<1kpa后，將待熱壓成型的保持環(huán)支撐薄膜置于夾具凹板和夾具凸板之間，進(jìn)行溫度為60～80℃、壓力為10～20mpa的熱壓處理并保溫30～60min，自然冷卻至20～25℃后得到保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品。

24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少具有以下有益效果：

25、本發(fā)明提供的一種保持環(huán)支撐薄膜真空熱壓成型夾具設(shè)計(jì)合理，使用方便，保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品的成品率由20％左右提升至80％以上，有效抑制保持環(huán)支撐薄膜產(chǎn)品表面波浪紋的形成，降低了報(bào)廢率，適合大范圍推廣應(yīng)用。