(57)【要約】半導体の表面を研磨するための半球状研磨用パッドを成形する方法および装置であって、中心と外側周端部とを有する円形本体部、および、外側周端部から中心に向かって延在している複数のスロット、を備えている研磨用パッドプリフォームを、ドーム状成形面上に設置する工程、ドーム状成形面および研磨用パッドプリフォームに向かい合わせてブラダーを配置する工程、ボンネット型のドーム状成形面が研磨用パッドプリフォームを一方の面から押圧し、かつブラダーが研磨用パッドプリフォームを反対側の面から押圧するように、ブラダーを流体で膨張させる工程、および、押圧するステップを所定時間維持して半球状研磨用パッドを得る工程、を備える。
2011508461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体の表面を研磨するための研磨用パッドであって、
中心と外側周端部とを有する、半球状のドーム状円形本体部、および、
前記外側周端部から前記中心に向かって延在している複数のスロット、
を備えていることを特徴とする研磨用パッド。
【請求項２】
前記複数のスロットの少なくとも１つが、前記研磨用パッドが平坦な位置にあるときに少なくとも１つのスロットの長さに沿って略一定の幅を有し、かつ、
前記少なくとも１つのスロットの幅が約０．１インチ（０．２５４ｃｍ）から約０．４インチ（１．０１６ｃｍ）、
前記少なくとも１つのスロットの長さが約０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）から約０．５インチ（１．２７ｃｍ）、
前記少なくとも１つのスロットの幅が該少なくとも１つのスロットの長さの約２０％〜１６０％、
前記少なくとも１つのスロットの幅が前記本体部の直径の約２％から約１０％、および、
前記少なくとも１つのスロットの長さが前記本体部の直径の約６％から約１５％、
のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の研磨用パッド。
【請求項３】
前記複数のスロットの少なくとも１つが、前記研磨用パッドが平坦な位置にあるときに少なくとも１つのスロットの長さに沿って前記周端部から前記中心に向かってテーパしている幅を有し、かつ、
前記少なくとも１つのスロットの前記周端部での幅が約０．１インチ（０．２５４ｃｍ）から約０．４インチ（１．０１６ｃｍ）、
前記少なくとも１つのスロットの長さが約０．５インチ（１．２７ｃｍ）〜１．５インチ（３．８１ｃｍ）、
前記少なくとも１つのスロットがテーパして先端が尖っている、
前記少なくとも１つのスロットの幅が該少なくとも１つのスロットの長さの約６％〜８０％、
前記少なくとも１つのスロットの前記周端部での幅が前記本体部の直径の約２％から約１０％、および、
前記少なくとも１つのスロットの長さが前記本体部の前記直径の約１２％から約４０％、
のうちの少なくとも１つであることを特徴とする請求項１記載の研磨用パッド。
【請求項４】
半導体の表面を研磨するための半球状研磨用パッドを成形する方法であって、
中心と外側周端部とを有する円形本体部、および、前記外側周端部から前記中心に向かって延在している複数のスロット、を備えている研磨用パッドプリフォームを、ドーム状成形面上に設置する工程、
前記ドーム状成形面および前記研磨用パッドプリフォームに向かい合わせてブラダーを配置する工程、
ボンネット型の前記ドーム状成形面が前記研磨用パッドプリフォームを一方の面から押圧し、かつ前記ブラダーが前記研磨用パッドプリフォームを反対側の面から押圧するように、前記ブラダーを流体で膨張させる工程、および、
前記押圧するステップを所定時間維持して前記半球状研磨用パッドを得る工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
前記研磨用パッドプリフォームを前記ドーム状成形面上に設置する前に、前記研磨用パッドプリフォームの繊維材料が降伏し、かつ前記研磨用パッドプリフォームがより柔軟になるように、前記研磨用パッドプリフォームを真っ直ぐなエッジ上で複数の半径方向に丸めたりおよび／または引きずったりする工程、をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記研磨用パッドプリフォームを前記ドーム状成形面上に設置する前に、前記研磨用パッドプリフォームがより柔軟になるように、前記研磨用パッドプリフォームを溶媒に浸す工程、をさらに含むことを特徴とする請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００７年１２月３１日に出願された米国特許出願第１１／９６７８１８号の優先権の利益を、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、半導体デバイスを研磨するためなどに用いられるスラリー・パッドの新しい構造に関し、これを製造する方法、およびこれを製造する際に用いられる装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えばこれに限定されないが、絶縁体上半導体（semiconductor-on-insulator；ＳＯＩ）構造のような半導体デバイスは、その上に電子部品が形成される比較的平坦な半導体層が得られるように調製される。ＳＯＩ技術は、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、アクティブマトリクス型ディスプレイ、集積回路、光起電力装置、薄膜トランジスタ用途などを含むディスプレイに使用する場合にますます重要となっている。
【０００４】
絶縁体上半導体構造において最も一般的に用いられている半導体材料は、これまでずっとシリコンであった。ＳＯＩ構造には、絶縁材料上に実質的に単結晶のシリコンの薄層（一般に厚さ０．０５〜０．３μｍであるが、場合によっては５μｍ程度）を設けたものを含むことができる。ポリシリコン上にＴＦＴを形成する最先端のプロセスでは、約５０ｎｍオーダーのシリコン厚が得られる。
【０００５】
本書で後述するが、シリコン層を基板（例えば、ガラスまたはガラスセラミック基板）上に貼り合わせる際の処理パラメータを制御することで、シリコン層の厚さを調整することができる。ディスプレイ用途において、シリコン層の厚さは典型的には５０〜１５０ｎｍの範囲である。高性能のＴＦＴを得るためには、シリコン層の厚さに加えシリコン層の表面粗さが極めて重要である。シリコン層を基板に貼り合わせた直後（いわゆる「組み立てられたままの」ＳＯＩ）の表面粗さは、典型的には１〜１０ｎｍの範囲である。このため、半導体（シリコン）層の厚さを減少させるために、また層の粗さを減少させるために、後工程が典型的には実施される。これらの工程については後述する。
【０００６】
ＳＯＩの略称を用いて本書では一般に絶縁体上半導体構造を称し、これに限定するものではないが絶縁体上シリコン構造を含む。同様に、ＳｉＯＧの略称を用いて一般にガラス上半導体構造を称することができ、これに限定するものではないがガラス上シリコンおよび／またはガラスセラミック上シリコン構造を含む。ＳＯＩ構造はＳｉＯＧ構造を包含する。
【０００７】
ＳＯＩ構造を得る種々の方法には、格子整合基板上でのシリコン（Ｓｉ）のエピタキシャル成長が含まれる。別プロセスとして、単結晶シリコンウエハを、ＳｉＯ2の酸化膜を成長させた別のシリコンウエハに貼り合わせ、続いて上部ウエハを研磨またはエッチングして、例えば０．０５から０．３μｍの単結晶シリコンの層とするものが挙げられる。さらに別の方法として、水素または酸素イオンのいずれかを注入するイオン注入法が挙げられ、酸素イオンを注入した場合には表面がＳｉで覆われたシリコンウエハに埋め込み酸化層を形成し、または、水素イオンを注入した場合にはＳｉ薄層を分離（剥離）して別のＳｉウエハと酸化層を介して貼り合わせる。
【０００８】
前者の２方法は、コストおよび／または貼合わせの強度および耐久性の点で、十分満足できる構造は得られなかった。水素イオン注入を含む後者の方法はいくらか注目を集め、必要な注入エネルギーが酸素イオン注入時の５０％よりも少なく、また必要なドーズ量が２桁少ないことから、前者の方法よりも有利であると考えられてきた。
【０００９】
特許文献１では、熱プロセスを用いて基板上に単結晶シリコン膜を得るプロセスについて開示している。平面的な表面を有するシリコンウエハに以下のステップ、すなわち（ｉ）シリコンウエハの表面へのイオンを用いたボンバードメントによる注入により、シリコンウエハの下方領域とシリコン薄膜を構成する上方領域とを画成するガス状微小気泡の層を生成するステップ、（ｉｉ）シリコンウエハの平面的な表面を（絶縁酸化物材料などの）剛性材料層と接触させるステップ、および（ｉｉｉ）イオンボンバードメントが実施された温度よりも高い温度で、シリコンウエハと絶縁材料とのアセンブリを熱処理する第３段階のステップ、が施される。この第３段階では、シリコン薄膜と絶縁材料とを貼り合わせ、微小気泡に圧力効果を生じさせ、さらにシリコン薄膜とシリコンウエハの残り部分との間を分離させるのに十分な温度を採用する。（これらのステップでは高温となるため、このプロセスは廉価のガラスやガラスセラミック基板では機能しない。）
特許文献２には、ＳｉＯＧ構造を製造するプロセスが開示されている。このステップには、（ｉ）シリコンウエハ表面を水素イオン注入に曝し、貼合わせ面を生成するステップ、（ｉｉ）ウエハの貼合わせ面をガラス基板と接触させるステップ、（ｉｉｉ）ウエハおよびガラス基板に圧力、温度、および電圧を加えて貼合わせを促進するステップ、および（ｉｖ）この構造を通常の温度に冷却し、ガラス基板およびシリコン薄層の、シリコンウエハからの分離を促進するステップ、が含まれる。
【００１０】
注入前にシリコン表面上に酸化物が存在していなければ、注入エネルギーを調整することによって半導体（シリコンなど）層の厚さを３００〜５００ｎｍに減少させることができ、これはＳｉＯＧプロセスに好適である。３００〜５００ｎｍから、層の厚さを約１００ｎｍ未満に減少させることが望ましい。
【００１１】
剥離直後のＳＯＩ構造は、（例えば、約１０ｎｍ以上の）表面粗さ、（たとえその層が「薄い」とみなされるものであっても）過度のシリコン層厚、および（例えば、非晶質化シリコン層の形成に起因する）シリコン層の注入ダメージを呈しているかもしれない。非晶質化したシリコン層の任意の部分の厚さは５０〜１５０ｎｍであり得、後に形成される電子部品に所望の電子特性を得るために除去する必要がある。
【００１２】
化学機械研磨（ＣＭＰ）は、シリコン層の厚さを減少させる、またシリコン層の粗さを減少させる、さらに非晶質化されたシリコン層をシリコン層がドナーシリコンウエハから剥離された後に除去する、典型的なプロセスである。ＳｉＯＧ構造用途でのＣＭＰは、研磨剤スラリーを含浸させた織物（ときには繊維状）研磨用パッドと、この研磨剤スラリーとを組み合わせて行われる。スラリーは研磨剤粒子と液体キャリアとの混合物であり、液体キャリアは脱イオン水でもよい。研磨用パッドは（接着剤によって）回転定盤に接着される。研磨対象のＳＯＩ構造および研磨用パッドが、注入されたスラリーの流れを受け、研磨剤を含浸させた研磨用パッドをＳＯＩの半導体材料に押し当てることにより研磨動作が行われ、材料が除去され、引続き半導体表面が研磨される。
【００１３】
ほとんどの場合、定盤および研磨されるＳＯＩ構造は両方とも平坦な形状である。研磨用パッドは、パッド表面が平滑および均一で皺や表面凹凸のないように成形かつ定盤に取り付けられ、そうでなければ研磨の均一性に問題が生じる可能性がある。平坦な研磨用パッドの場合、パッドを切断して平坦な研磨定盤に取り付けるのは比較的単純な作業である。パッドの形は（平坦な）定盤の外形に一致するように切断され、このパッドが感圧性接着剤で定盤に接着される。ほとんどの場合、研磨用パッドおよび定盤（およびそのボンネット）は、平坦な円形の形状である。
【００１４】
最近の開発では、レンズなどの球面形状のタンゼンシャルバイト接触研磨（tangent tool contact polishing）を可能とするよう、研磨用パッドが半球状ボンネット上に取り付けられる。このタンゼンシャルバイト接触プロセスを用いて、ＳＯＩ構造のような平面を研磨することもできる。これは一般に、決定性研磨（deterministic polishing）、すなわち研磨を要するＳＯＩ構造の領域よりも研磨用パッドの接触領域が実質的に小さい研磨プロセスによって実施される。材料除去プロセスは、ボンネット（および取り付けられた研磨用パッド）を回転させ、同時にこれをＳＯＩの半導体層の外形に沿った所定の走査パターンで動かすことによって実施される。さまざまな走査パターンが利用可能であるが、最も一般的なパターンは、従来型テレビのブラウン管を走査する直線パターンに似た、間隔の狭い平行線列（ラスタ）である。
【００１５】
ＳＯＩの薄膜化と粗さの低減に対する要求は非常に厳しい。最終的な半導体層厚は約±８ｎｍの確度で制御されることが望ましい。半球状ボンネットの曲率半径は、丸みを帯びたボンネットに平坦な研磨用パッドを、研磨プロセスに悪影響を与え得る皺を生じさせず滑らかな状態でしっかりと取り付けるという点で困難を生じさせる。皺および／またはその他の研磨用パッドの凹凸は、ボンネットの回転の偏差が材料の除去に大きな影響を与えるのと全く同じように、研磨プロセスに悪影響を与える可能性がある。研磨用パッドの回転の（ボンネット自体、パッドの皺、整合問題などによる）任意の偏心によって、半導体層厚にばらつきが生じることがあることを理解されたい。ボンネットの偏心のみでも約１５ｎｍ厚のばらつきを生じ得ることが分かっており、これは所望の層厚許容値よりも大きい。皺によって研磨用パッドにさらに凹凸が生じると、ばらつきを著しく増加させる可能性がある。
【００１６】
半球状研磨用パッドを成形する従来の技術では、シート材料を円形に切断し、アセトン（または同様の溶媒）を用いてその材料を軟化させ、さらにそのパッドを２部分からなる金型で押圧する。この金型は、凸状面を有する下部金型と、対応する凹状面を有する上部金型とを含む。図１は、上部金型が取り除かれた後の従来技術の半球状パッド１０を示したものである。パッド１０の周端部に見られる皺１２に留意されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第５，３７４，５６４号明細書
【特許文献２】米国特許第７，１７６，５２８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記を鑑みて、当技術では半球状研磨用パッドを製造する新たな方法および装置が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
１以上の実施形態によれば、研磨用パッドの幾何学的形状は、既存の半球状ボンネットの寸法に適合する外側直径と、中央開口部を画成する内側直径とを含む。パッドの外側直径上に均等に間隔を空けた放射状スロットを設けることでその部分の材料が取り除かれ、パッドが成形されてボンネットに取り付けられたときに材料が集中しないようにする。このため材料の皺が減少し、より滑らかに適合させることができる。パッドの中央開口部により、パッドの材料の柔軟性がさらに高まって皺を減少させ、さらに（パッドの材料より堅い材料で加工された）参照用ボタン部材をボンネット上に設置できるという特徴が与えられる。このボタン部材を用いて、被研磨面に対する工具の軸位置が定められる。
【００２０】
成形する前に、研磨用パッドを、（机の天板の縁のような）エッジ上で複数の半径方向に転がし、パッドの繊維を降伏させ、材料の復元力を低下させて、パッドをより柔軟にし、ボンネットの凸状形状に順応させることによって、調整する。パッド材料を溶媒に浸してパッドをより柔軟かつ従順にし、その後（下部金型のような）ボンネット型上で押圧する。柔軟なブラダー、すなわち空気で満たされた空気ブラダーを、ボンネット型の向かい側からパッド上に押し当て、このブラダーを膨張させて押圧すると、均等な空気力をパッドに加えることができる。この押圧技術が、パッドをボンネット型に均一に順応させ、パッドに生じる凹凸を減少させて、研磨をより精度の高い、またより予測のつくものとする。
【００２１】
本発明の１以上の実施形態によれば、半導体の表面を研磨するための研磨用パッドであって、中心と外側周端部とを有する円形本体部、および、外側周端部から中心に向かって延在している複数のスロット、を含む。この本体部は半球状のドーム状形状である。
【００２２】
複数のスロットは、研磨用パッドが平坦な位置にあるとき、その長さに沿って略一定の幅を有するものでもよい。代わりに、その幅は、研磨用パッドが平坦な位置にあるとき、その長さに沿って周端部から中心に向かってテーパしているものでもよい。１２のスロットを採用するとき、それぞれが互いに約３０°の角度をなすようにこれらを本体部の外周付近に均等に配置してもよい。６のスロットを採用するとき、それぞれが互いに約６０°の角度をなすようにこれらを本体部の外周付近に均等に配置してもよい。
【００２３】
この研磨用パッドは、本体部の中心に配置された開口部を含んでもよい。
【００２４】
本発明の１以上のさらなる実施形態によれば、半導体の表面を研磨するための半球状研磨用パッドを成形する装置であって、第１定盤と、この第１定盤に連結され、第１定盤から離れる方向に向きかつ研磨用パッドプリフォームを支持するよう機能するドーム状成形面を有している、ボンネット型と、第１定盤から間隔を空けて離れている第２定盤と、この第２定盤に連結され、かつボンネット型のドーム状成形面に面しているブラダーと、さらに、第１および第２定盤に連結され、かつ第１および第２定盤を互いの方向に向かわせて研磨用パッドプリフォームに対するブラダーの係合を助けるよう機能する押圧機構と、を含む。
【００２５】
押圧機構は、第２定盤を第１定盤の方向へある距離だけ移動させてボンネット型のドーム状成形面から所定の距離にブラダーを配置するよう機能する。押圧機構は、ブラダーがこの所定の距離に配置されるように第１および第２定盤をロックする、１以上のクランプを含んでもよい。
【００２６】
ボンネット型のドーム状成形面が研磨用パッドプリフォームを一方の面から押圧し、かつブラダーがこの研磨用パッドプリフォームを反対側の面から押圧するように、ブラダーは、流体圧の変動に応じて制御可能な力を与えるよう機能する。この流体は液体でもよいし、または空気などの気体でもよい。
【００２７】
装置の使用方法は、研磨用パッドプリフォームをドーム状成形面上に設置する工程、ドーム状成形面および研磨用パッドプリフォームに向かい合わせてブラダーを配置する工程、ボンネット型のドーム状成形面が研磨用パッドプリフォームを一方の面から押圧し、かつブラダーが研磨用パッドプリフォームを反対側の面から押圧するように、ブラダーを流体で膨張させる工程、および、この押圧するステップを所定時間維持して半球状研磨用パッドを得る工程、を含む。この膨張ステップの間、ブラダー内部の圧力を約１バールまで増加させてもよい。研磨用パッドプリフォームをドーム状成形面上に設置する前に、研磨用パッドプリフォームの繊維材料が降伏し、かつ研磨用パッドプリフォームがより柔軟になるように、パッドプリフォームを真っ直ぐなエッジ上で複数の半径方向に丸めたりおよび／または引きずったりしてもよい。さらに、あるいは代わりに、研磨用パッドプリフォームがより柔軟になるように、パッドプリフォームを溶媒に浸してもよい。
【００２８】
本書における本発明の説明を添付の図面とともに理解すると、この他の態様、特徴、利点などが当業者には明らかになるであろう。
【００２９】
本発明の種々の態様を示すため、図面には現在好まれている形態を示すが、本発明は図示の正確な配置や手段に限定されないことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来技術による研磨用パッドの斜視図
【図２】本発明の１以上の実施形態による、研磨用パッドとして裁断されたプリフォームを示す上面概略図
【図３】本発明の１以上のさらなる実施形態による、別の研磨用パッドとして裁断されたプリフォームを示す上面概略図
【図４】本発明の１以上の実施形態による、研磨用パッドを成形するための装置を示す斜視図
【図５】本発明の１以上の実施形態による、研磨用パッドを成形するための装置を示す斜視図の一部切欠図
【図６】本発明の１以上の実施形態による、研磨用パッドを成形するための装置を示す斜視図の一部切欠図
【図７】本発明の１以上の実施形態による、図２の裁断されたものから成形された研磨用パッドを示す斜視図
【図８】本発明の１以上の実施形態による、図３の裁断されたものから成形された研磨用パッドを示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図面を参照すると、図２には、レンズのような球面形状やＳＯＩ構造のような平面等のタンゼンシャルバイト接触研磨法に用いられる、研磨用パッドプリフォーム２０が示されている。ここで、同様の番号は同様の要素を示す。研磨用パッドプリフォーム２０は平坦であるが、成形プロセス後にはタンゼンシャルバイト接触研磨法を意図した半球状のドーム状形状となる。研磨用パッドプリフォーム２０は、中心２４を有する円形本体部２２と、外側周端部２６とを含む。パッドプリフォーム２０の具体的な材料は、任意の周知の材料から、また任意の供給者から選定することができる。
【００３２】
複数のスロット２８が、外側周端部２６から中心２４に向かって放射状に延在している。後により詳細に記述するが、スロット２８の部分は材料が取り除かれ、パッドプリフォーム２０が成形されてタンゼンシャルバイト(tangent tool)（図示なし）のボンネットに取り付けられたときに材料が集中しないようにする。このため材料の皺が減少し、より滑らかに適合させることができる。図２に示す実施形態において、スロット２８それぞれは、その長さに沿って略一定の幅を有する。この実施形態において、複数のスロット２８は、スロット２８が互いに約３０°の角度をなすように本体部２２の周端部２６まわりに均等に配置される。
【００３３】
この実施形態におけるスロット２８の細部の仕様は、絶対寸法や相対寸法などのいくつかの様式で説明することができる。例えば、スロット２８の幅を約０．１インチ（０．２５４ｃｍ）から約０．４インチ（１．０１６ｃｍ）とし、一方スロット２８の長さを約０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）から約０．５インチ（１．２７ｃｍ）としてもよい。相対的表現で言うと、スロットの幅をその長さの約２０％〜１６０％としてもよい。本体部２２の直径に対し、スロットの幅は直径の約２％から約１０％であってもよく、一方スロットの長さは直径の約６％から約１５％であってもよい。この特定の構造において、本体部２２の直径は約４インチ（１０．１６ｃｍ）である（ただし、他の直径も考えられると理解されたい）。
【００３４】
開口部２９は、本体部２２の中心２４に配置され、円形状であることが好ましい。開口部２９の寸法は、絶対的あるいは相対的表現で表すことができる。例えば、開口部の直径を、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）〜１．０インチ（２．５４ｃｍ）、または本体部２２の直径の約１５％〜２５％としてもよい。パッドプリフォーム２０の中心２４から材料を取り除くことによって、本体部２２の材料の柔軟性が一層高まり、このため最終的に成形されたパッドの皺が減少する（このことについては後により詳細に論じる）。
【００３５】
図３を参照すると、別の研磨用パッドプリフォーム３０が示され、これもまたタンゼンシャルバイト接触研磨法に用いられる。この場合も研磨用パッドプリフォーム３０は平坦であるが、成形プロセス後には半球状のドーム状形状となる。研磨用パッドプリフォーム３０は、中心３４を有する円形本体部３２と、外側周端部３６とを含む。この場合も、複数のスロット３８が、外側周端部３６から中心３４に向かって放射状に延在している。この実施形態において、スロット３８それぞれの幅は、研磨用パッドプリフォーム３０が平坦な位置にあるとき、その長さに沿って周端部３６から中心３４に向かってテーパしている。この実施形態において、複数のスロット３８は、スロット３８が互いに約６０°の角度をなすように本体部３２の周端部３６まわりに均等に配置される。
【００３６】
パッドプリフォーム３０のこの実施形態におけるスロット３８の詳細として、スロット３８の周端部３６での幅が（例えば、パッドプリフォームの直径が約４インチ（１０．１６ｃｍ）であるときに）約０．１インチ（０．２５４ｃｍ）から約０．４インチ（１．０１６ｃｍ）であることが挙げられる。スロット３８の長さを、約０．５インチ（１．２７ｃｍ）〜１．５インチ（３．８１ｃｍ）としてもよい。スロット３８のテーパしている先端は、尖ったものでもよいし、丸いものでもよく、または真っ直ぐ横に切断されたものでもよい。相対的表現で言うと、スロット３８の周端部３６での幅をその長さの約６％〜８０％としてもよい。本体部３２の直径に対し、スロット３８の周端部での幅は直径の約２％から約１０％であってもよく、またスロットの長さは直径の約１２％から約４０％であってもよい。
【００３７】
図４〜６は、上述のパッドプリフォーム２０やパッドプリフォーム３０などのパッドプリフォームから半球状研磨用パッド２０Ａを成形する装置５０を示す。装置５０は、互いに間隔を空けて離れている第１および第２定盤１００，２００を含む。第２定盤２００は、第１定盤１００に対し可動である（ただし、他の実施形態において、この機能は逆であってもよいし、あるいは両定盤ともに可動でもよい）。第１定盤１００は、ボンネット型１０２を取外し可能に支持するよう機能する。ボンネット型１０２は、第１定盤１００から離れる方向に向いたドーム状成形面１０４を含み、このドーム状成形面１０４は研磨用パッドプリフォーム２０を支持するよう機能する。
【００３８】
第２定盤２００は、ボンネット型１０２のドーム状成形面１０４に面するブラダー２０２を支持するよう機能する。膨張ポート２０６は、ブラダー２０２の内部容積と連通してそこから流体（液体、または空気などの気体）を送出および移動させる。図５の断面図から最もよく分かるが、ブラダー２０２は、ブラダー２０２内の圧力が増加するにつれてさまざまな程度にパッドプリフォーム２０，３０を押圧する係合面２０８を含む。定盤１００，２００が（図４および５のように）間隔を空けて離れているとき、ブラダー２０２の係合面２０８は、バルーン型装置に期待されるように凸状の形状となる。
【００３９】
装置５０は押圧機構を含み、この押圧機構は、第２定盤２００を第１定盤１００の方向へある距離だけ移動させてボンネット型１０２のドーム状成形面１０４から所定の距離にブラダー２０２を配置するよう機能する。押圧機構は、第１定盤１００に固定されかつ第２定盤２００の開口部３０２内に滑動可能に支持される、１以上の調整ロッド３００を含む。押圧機構は、第１定盤１００に固定された１以上のクランプ３０４Ａ，３０４Ｂ，３０４Ｃをさらに含み、これらが第２定盤２００と（相補的機構を介して）係合し、ブラダー２０２が上記所定の距離に配置されるように第１および第２定盤１００，２００をロックする。これらのロック３０４は、ネジボルトと相補的なネジ支柱を用いて実施されるものでもよい。
【００４０】
定盤１００，２００が（図６のように）間隔を空けて互いに接近しているとき、ブラダー２０２の係合面２０８は研磨用パッドプリフォーム２０，３０を押圧する。ブラダー２０２（およびその係合面２０８）の形状は、ボンネット型１０２のドーム状成形面１０４およびパッドプリフォーム２０，３０の形状を補完するように、凸状から凹状に反転する。ボンネット型１０２のドーム状成形面１０４が研磨用パッドプリフォーム２０，３０を一方の面から押圧し、またブラダー２０２の係合面２０８がこの研磨用パッドプリフォーム２０，３０を反対側の面から押圧するように、ブラダー２０２はポート２０６から導入される流体の量および／または圧力の変動に応じて制御可能な力を与えるよう機能する。ドーム状パッドを得るために（所定時間の間）十分な力を提供するよう、ブラダー２０２内部の圧力を約１バールまで増加させてもよい。
【００４１】
研磨用パッドプリフォーム２０，３０をボンネット型１０２のドーム状成形面１０４上に設置する前に、研磨用パッドプリフォーム２０，３０の繊維材料が降伏し、かつ研磨用パッドプリフォーム２０，３０がより柔軟になるように、パッドプリフォーム２０，３０を真っ直ぐなエッジ上で複数の半径方向に丸めたりおよび／または引きずったりしてもよい。さらに、あるいは代わりに、パッドプリフォーム２０，３０をドーム状成形面１０４上に設置する前に、研磨用パッドプリフォーム２０，３０を溶媒に浸してその柔軟性を高めてもよい。
【００４２】
図７は、パッドプリフォーム２０を装置５０に使用して成形された研磨用パッド２０Ａを示している。従来技術において存在していたような皺が周端部２６に見られないことに留意されたい。パッド２０Ａの中央開口部２９により、材料の柔軟性がさらに高まり皺を減少させる。この開口部２９を設けることにより、ボンネット１０３のドーム状成形面１０４に（パッドの材料より堅い材料で加工された）参照用ボタン部材７０を設置できるという特徴がさらに与えられる。ボタン部材７０を用いて、被研磨面に対する工具の軸位置が定められる。ボタン部材７０は中央開口部２９を埋めるように使用され、またボタン部材７０の厚さは成形された研磨用パッド２０Ａと同様とするべきである。精査機能の最中に圧縮されることのないよう、ボタン部材７０の材料を大幅に堅い材料としてもよい。精査機能は、部品表面（研磨される部品）に対し研磨用パッド面の位置を定めて、その部品表面に加えられる研磨圧の量を制御することができる。さらに精査機能は、機械軸との関連で部品表面の幾何学的エラーを検出することもでき、研磨動作中の補正を可能とする。ボタン部材７０は部品表面と１以上の点で接触し、機械軸のセンサから機械制御がフィードバックを受けて、部品と研磨パッドの位置を決定する。精査中、研磨装置の軸ロードセルがトリガー荷重（trigger load）を検出するまで、この軸は部品に送り込まれる。トリガー荷重が検出されると、その軸位置が記録される。この接触荷重／位置感知を用いて、電気的に部品表面を対応付ける。中心のボタン部材７０が堅いものであるほど、これを用いて部品表面を精査したときの繰返し精度の誤差が小さくなる。中心ボタン部材７０が非常に圧縮しやすいものであった場合、精査のトリガー荷重が非繰返し性のものとなり、これが後に位置の繰返し精度の誤差に繋がる。織物の研磨用パッドでは、数μｍの対応付け誤差を生じることが多い。
【００４３】
図８は、パッドプリフォーム３０を装置５０に使用して成形された研磨用パッド３０Ａを示している。この場合も、従来技術において存在していたような皺が周端部３６に見られないことに留意されたい。
【００４４】
成形装置５０は、成形された研磨用パッド２０を研磨用ボンネット１０３上に接着するために用いることもできる。これは、ボンネット型１０２（図５〜６）を取り除いて研磨用ボンネット１０３（図７）を第１定盤１００上に設置することにより達成される。ボンネット１０３を第１定盤１００上に取り付ける前に、あるいは取り付けた後に、このボンネット１０３の表面の適切な位置に接着剤を設置する。ボンネット１０３は、柔軟な材料で形成されており、第１定盤１００の流体適合用（ポート）１０６を介して所望の作動圧力に膨らまされる。成形された研磨用パッド２０は、ボンネット１０３上に軽く置かれる。次に、第２定盤２００を下降させて、研磨用パッド２０の成形時（上述）と同様に適切な位置でロックする。空気ブラダー２０２の内部圧力を調節して荷重を均等に分配し、パッド２０を適切な位置で押圧して、皺や接着のゆるい部分を生じさせないようにすることができる。
【００４５】
ここまで、特定の実施形態を参照して本発明について説明してきたが、これらの実施形態は本発明の原理および用途の単なる説明であることを理解されたい。そのため、この実例としての実施形態に対し多くの変形が作製可能であり、さらに、添付の請求項によって画成される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、その他の配置を考案し得ることを理解されたい。
【符号の説明】
【００４６】
２０、３０    研磨用パッドプリフォーム
２２、３２    円形本体部
２４、３４    中心
２６、３６    外側周端部
２８、３８    スロット
２９、３９    開口部
１００    第１定盤
１０２    ボンネット型
１０４    ドーム状成形面
２００    第２定盤
２０２    ブラダー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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