(57)【要約】【課題】ＨＴＳテープを単一工程で連続的に生産する。【解決手段】未研磨の金属テープを設け、研磨ステーションおよび水洗ステーションを各々が有する表面処理ユニットを複数個設け、未研磨の金属テープを表面処理ユニットの第１の研磨ステーションに連続的に供給し、金属テープを、連続する複数の表面処理ユニットの各々が、研磨材料と水とを有するスラリの研磨媒質であって研磨材料の粒径が下流側の研磨ステーションほど小さい研磨媒質を用いて、金属テープの表面をさらに研磨し、一連の表面処理ユニットに通し、研磨済みの金属テープを最後の表面処理ユニットから回収し、回収された金属テープの上に緩衝層を形成し、緩衝層の上に高温超伝導体膜を形成する。最後の表面処理ユニットは複数の研磨輪を有し、最後の表面処理ユニットにおけるスラリの研磨媒質中の研磨材料の粒径は０．０５μｍ以下である。【選択図】図９
2008023710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属テープを単一工程により連続して多段階表面研磨することを含む、ＨＴＳテープの製造方法であって、
ａ］未研磨の金属テープを設けることと、
ｂ］研磨ステーションおよび水洗ステーションを各々が有する表面処理ユニットを複数個設けることと、
ｃ］前記未研磨の金属テープを前記表面処理ユニットの第１の研磨ステーションに連続的に供給することと、
ｄ］前記金属テープを、連続する複数の前記表面処理ユニットの各々が、研磨材料と水とを有するスラリの研磨媒質であって該研磨材料の粒径が下流側の研磨ステーションほど小さい研磨媒質を用いて、前記金属テープの表面をさらに研磨する、一連の表面処理ユニットに通すことと、
ｅ］研磨済みの前記金属テープを最後の前記表面処理ユニットから回収することと、
ｆ］回収された前記金属テープの上に緩衝層を形成することと、
ｇ］前記緩衝層の上に高温超伝導体膜を形成することと、
を有し、
前記最後の表面処理ユニットは複数の研磨輪を有し、該最後の表面処理ユニットにおける前記スラリの研磨媒質中の前記研磨材料の粒径は０．０５μｍ以下である、方法。
【請求項２】
前記金属テープは、送りリールから前記表面処理ユニットに供給され、巻取りリールによって前記表面処理ユニットから回収され、かつ、前記金属テープが前記表面処理ユニットを通って移動する際に、前記金属テープの選択された張力を維持するように、前記両リールが同調されている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記金属テープは、ニッケルテープ、およびニッケル合金テープからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記金属テープは、約０．２ｃｍ／分から約０．４ｃｍ／分の範囲の速度で前記表面処理ユニットを通って移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記金属テープは、約０．１５ｃｍ／分から約０．５ｃｍ／分の範囲の速度で前記表面処理ユニットを通って移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記金属テープは、約０．１ｃｍ／分から約１．５ｃｍ／分の範囲の速度で前記表面処理ユニットを通って移動する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記金属テープの表面処理に用いられるスラリの研磨媒質は、酸化アルミニウムの水スラリである、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリの研磨媒質中の研磨材料と水との比は約１：１０から約１：２０の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記スラリの研磨媒質中の研磨材料と水との比は約１：１４から約１：１６の範囲内である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記各研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質の流量は約０．０１７リットル／分から約１７リットル／分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記各研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質の流量は約０．０５リットル／分から約５リットル／分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記各研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質の流量は約０．０１リットル／分から約１リットル／分である、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
最初の研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質中の前記研磨材料のショアＡ硬度は８５を超え、粒径は約０．３μｍから約１．０μｍの範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
第２の研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質中の前記研磨材料のショアＡ硬度は約５５から約６５の間であり、粒径は約０．０５μｍから約０．３μｍの範囲である、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
最終の研磨ステップにおけるスラリの研磨媒質中の前記研磨材料のショアＡ硬度は約５５から約６５の間である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
ＨＴＳ被覆テープを製造する際に用いられる長い長さの金属基板テープを研磨するのに適した、リール・リール間の単一工程の連続機械研磨システムであって、払出しスプールと巻取りスプールとの間を連続的に移動する金属基板テープの軸に沿って後続の水洗ステーションと組み合わされて各々が配置され、最後の研磨ステーションは複数の研磨輪を有する複数の研磨ステーションを有し、これによって、前記金属基板テープは、研磨材料と水とを有するスラリの研磨媒質であって、該研磨媒質の研磨材料の粒径が下流側の研磨ステーションほど小さく、かつ前記最後の研磨ステーションにおける前記研磨材料の粒径が０．０５μｍ以下である研磨媒質を用いた一連の研磨作用および水洗作用を受け、表面粗度を徐々に減じるとともに、ＨＴＳ被覆テープの製造時に緩衝層を堆積させるために許容される表面平滑度を得る連続機械研磨システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械研磨の分野に関する。特に、本発明は高温超伝導体（ＨＴＳ）テープの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤは、変圧器、送電・配電システム、およびモータを含む世界の電力システムの基本的な構成要素を構成している。１９８６年に斬新なＨＴＳ化合物が発見されたことによって、電力産業用の極めて新しい種類のワイヤが開発された。この発見は、１世紀を超えるワイヤ技術において最も根本的な進歩である。しかし、現在までに高性能レベルで製造されているのは、次世代ＨＴＳワイヤを製造する際に用いられるＨＴＳ被覆テープの短いサンプルだけである。ＨＴＳ技術が発送電産業で使用できるように商業的に実施可能になるには、ＨＴＳ被覆テープを連続的に、大きな処理量で製造できるようにする技術を開発する必要がある。
【０００３】
代表的なＨＴＳテープは、支持層、緩衝層、およびＨＴＳ膜からなる３層積層品である。支持層は通常、ステンレススチールまたはニッケルで構成され、テープに構造の健全性および可とう性を与える。緩衝層は、金属基板とＨＴＳ膜との間に配置されて、基板とＨＴＳ膜との反応を防止するが、特にＨＴＳ膜のエピタキシャル成長用のテンプレートとしての働きが重要である。代表的な緩衝体は、イットリウム安定化ジルコニア（ＹＳＺ）または酸化セリウム（ＣｅＯ２）である。ＨＴＳ膜はたとえば、イットリウムバリウム酸化銅（ＹＢＣＯ）で形成される。
【０００４】
現在、基板は、高い平面度または表面平滑度を得るために公知の機械的、化学的、または電気的手段によって研磨されている。平面度は、集積回路の製造において重要であり、このような電子要素を製造する際に用いられるシリコンウェハ基板の高い表面平滑度を得る要求を満たす多数の方法が開発されている。
【０００５】
研磨方法の１種、機械研磨では、回転パッド上に静止した基板を保持し、基板を対応する回転研磨パッドに押し付ける。機械研磨は、化学的に活性の研磨溶剤スラリとともに行うことができる。これは、より高い材料除去率を実現する、一般に化学機械研磨と呼ばれる方法である。
【０００６】
研磨スラリは通常、ダイヤモンドや酸化ホウ素等の小さく非常に硬い粒子で構成される。使用される粒子の粒径と、回転速度、所要時間、接触力等の他のパラメータは、除去率を決定し、したがって基板の最終的な粗度を決定する。
【０００７】
ＨＴＳ膜で高電流密度を達成するための主要な要求事項の１つは、基板が非常に平滑であり、表面欠陥が最小限であることである。コーティングが薄膜の形態であるとき（最大で１０ミクロン）、基板の表面品質は極めて重要である。金属基板の表面に欠陥があると、空隙や積層隔離や望ましくないテクスチャが生じたり、コーティングが粗くなる恐れがある。さらに、基板表面のこれらの欠陥や粗さは中間の緩衝層を通して伝わり、ＨＴＳ被覆テープに適用する場合には長期間に渡る最小限の表面欠陥とともに高い平面度が必要とされるＨＴＳ膜に欠陥を生じさせる可能性がある。
【０００８】
当技術分野ではいくつかの表面研磨技術が公知である。その研磨技術の一つは、「基板の研磨方法およびその研磨装置」という名称の、１９９９年８月１７日付の、クボの米国特許第５９３８５０２号（特許文献１）に記載されている。クボは、研磨パッドとスラリとを用いた方法について説明している。この研磨装置は、表面上に研磨パッドを備え回転駆動される台と、研磨される基板を保持する回転可能なキャリアと、スラリを研磨パッドの表面に研磨材として供給するスラリ供給手段とを含んでいる。キャリアによって保持された基板を研磨パッドに押し付けつつ、研磨スラリおよび研磨パッドによって基板が研磨される。クボの研磨技術は、ＨＴＳ被覆テープに適用するために必要な平滑度を達成するのに数回の工程が必要になることがある。
【０００９】
しかし、クボの技術は静止した基板にしか適用できず、連続的に移動する長い長さの基板テープの研磨には適していない。さらに、ＨＴＳ被覆テープを製造する際、処理量を高めコストを削減するように１回の工程で基板の表面処理を完了することが好ましい。したがって、クボの研磨技術の他の欠点は、この技術が数回の工程を必要とし、したがって、連続的に移動する長い長さの基板テープを研磨する方法に適していないことである。
【００１０】
「基板ベルト研磨装置」という名称の、２００２年１月８日付のシェンデンの米国特許第６３３６８５１号（特許文献２）は、化学機械研磨の原理を用いて半導体ウェハ用の基板が研磨される、可とう性の膜研磨ベルトを記載している。移動する研磨膜を研磨ヘッド内に保持された基板の方へ付勢する流動層が、研磨部材支持アセンブリの表面上に設けられている。ベルトの線形運動によって、ベルトの全幅にわたって一様な研磨が行われ、化学機械研磨が行われる機会がもたらされる。いくつかの構成が開示されている。これらの構成には、研磨中の基板よりも幅の広いベルトと、研磨中の基板を横切るが、基板と研磨ベルトとの間の相対運動を生じさせるベルトと、研磨すべき基板の総面積よりも小さい局所的な研磨領域を有する研磨ベルトキャリアとが含まれる。基板の表面上の小さな領域のみが研磨膜に接触するが、基板に対するキャリアの動きは、記載されている各構成と同様に、全基板表面を一様に研磨するようにプログラムされている。
【００１１】
「基板を研磨する装置および方法」という名称の、２００１年６月５日付のジャクソン等の米国特許第６２４１５９１号（特許文献３）は研磨装置を記載している。一様な圧力分布によって、研磨装置を用いて研磨される半導体基板のエッジエクスクルージョンを少なくでき、したがってダイの歩留まりを高めることができる。
【００１２】
「基板研磨装置」という名称の、２００１年１月３０日付のナガハラの米国特許第６１７９６９０号（特許文献４）は、基板が乗せられる回転板と、基板が回転板上で回転する際に基板を横切って移動して基板を研磨する研磨パッドとを含む化学機械研磨装置を記載している。パッドによる材料の除去速度を調節するため、基板に対するパッドの圧力および回転板の回転速度を変えることができる。
【００１３】
「精密研磨システム」という名称の、１９９８年４月２１日付のサーファティ（Sarfaty）等の米国特許第５７４１１７１号（特許文献５）は、サンプルをサブミクロン範囲内の精度で研磨可能な研磨システムを記載している。この研磨システムは、試験および品質管理検査中にシリコンウェハを研磨する用途に用いるため、半導体分野に応用できる。
【特許文献１】米国特許第５９３８５０２号明細書
【特許文献２】米国特許第６３３６８５１号明細書
【特許文献３】米国特許第６２４１５９１号明細書
【特許文献４】米国特許第６１７９６９０号明細書
【特許文献５】米国特許第５７４１１７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、これらの従来技術の研磨システムはいずれも、ＨＴＳテープの製造時に存在する問題、すなわち、連続的に移動する長い材料を単一工程でどのようにして研磨するか、という問題を解決することはできない。
【００１５】
本発明の目的は、ＨＴＳテープを単一工程で連続的に生産できるＨＴＳテープの製造方法を提供することである。
【００１６】
したがって、本発明の一つの目的は、長い長さの金属基板の表面処理を連続的に行うシステムおよび方法を提供することである。
【００１７】
本発明の他の目的は、１回の研磨工程で、長い長さの超伝導テープで高電流密度を得るのに適した、非常に高品質の基板の表面粗度を形成する研磨システムおよび方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のＨＴＳテープの製造方法において用いられる研磨システムは、ＨＴＳ被覆テープを製造する際に用いられる長い長さの金属基板テープを研磨するのに適した、リール・リール間の、単一工程の連続機械研磨システムである。この研磨システムは、後続の水洗ステーションと組み合わされ、払出しスプールと巻取りスプールとの間を連続的に移動する金属基板テープの軸心に沿って配置された研磨ステーションを各々が有する、複数の表面処理ユニットの例示を含む。金属基板テープは、後続の水洗ステーションと組み合わされた複数の例示された研磨ステーションを移動することによって、一連の研磨作用および洗浄作用を受け、その表面粗度を徐々に低減させるとともに、ＨＴＳ被覆テープの製造時に使用する緩衝層の堆積が許容される表面平滑度を得る。
【００１９】
具体的には、各研磨ステーション内に、研磨材料と水を混合することによって形成されたスラリ等の研磨媒質が分配される、複数の研磨輪が配置されている。各研磨ステーション内で、移動する金属基板テープの一表面は加圧され、研磨輪および研磨媒質に接触している。ＨＴＳテープが研磨行程を移動するにつれて、研磨材のサイズや硬度等の方法パラメータを変えることによって、表面の不完全さが徐々に除去されていく。
【００２０】
連続する研磨ステーション内に配置された研磨輪の硬度は通常、研磨ステーションの相対位置が研磨システムの前方端（払出しスプール）から研磨システムの後方端（巻取りスプール）までのラインに沿って前進するにつれて、超硬質から、硬質、軟質へと変化する。連続する研磨ステーションで用いられる研磨媒質の粒径は、研磨ステーションの相対位置が研磨システムの前方端から研磨システムの後方端までのラインに沿って前進するにつれて、たとえば、１．０ミクロンから０．３ミクロン、０．０５ミクロンへと変化する。このように、金属基板テープは、研磨システムを移動する際に、漸進的段階によって、対応する水洗作用と各々組み合わされた粗から細への複数回の研磨作用を受け、それによって研磨システム内の単一工程で、後続の緩衝層の堆積に適した表面平滑度を得る。
【００２１】
金属基板テープが研磨作用および洗浄作用を適切な時間受けるよう制御された移動速度を与えるステップモータで駆動されるテープ送り装置アセンブリによって、金属基板テープは研磨システム内を移動させられる。テープ送り装置アセンブリは、金属基板テープが本発明の研磨システムを通って移動する際の金属基板テープの張力を制御するトルクモータで各々が駆動される、払出しスプールおよび巻取りスプールと連動して動作する。
【００２２】
最後に、本発明の高温超伝導体テープの製造方法において用いられる研磨システムは、金属基板テープの仕上がった表面品質を監視する光学式表面粗度測定ゲージを、研磨システムの後方端に含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は、本発明による研磨システム１００を示している。本発明の研磨システム１００は、ＨＴＳ被覆テープを製造する際に用いられる長い長さの金属基板テープを研磨するのに適した機械研磨システムである。
【００２４】
研磨システム１００は、スプール１１０の複数の例示（すなわち、スプール１１０ａおよびスプール１１０ｂ）を含んでいる。スプール１１０ａは、研磨システム１００の入口点に位置する払出しスプールとして働く。スプール１１０ａ上に、ステンレススチールや、インコネル等のニッケル合金のような金属で形成された、ある長さの基板テープ１２４が巻かれている。基板テープ１２４は非研磨面１２６および研磨面１２８を有している。基板テープ１２４は、高温および真空条件に耐えることができ、通常、幅は３ｍｍから１ｃｍの間であり、長さは数百メートル以上である。基板テープ１２４は通常、取り扱いの助けになる数メートルの「引出し部」を両端部に有している。基板テープ１２４は、スプール１１０ａから研磨システム１００に通され、研磨システム１００の出口点で、巻取りスプールとして働くスプール１１０ｂに巻き取られる。各スプール１１０は、トルクモータによって駆動され、図２Ａおよび２Ｂで詳しく説明する。
【００２５】
研磨システム１００は、研磨システム１００を通して基板テープ１２４を移動させる駆動機構として働く１組のモータ駆動ベルトであるテープ送り装置をさらに含んでいる。テープ送り装置１１２はまた、基板テープ１２４を、スプール１１０ａから第１の例示の研磨ステーション１１４に導く。テープ送り装置１１２は、図３Ａおよび３Ｂで詳しく説明する。
【００２６】
研磨システム１００は、研磨ステーション１１４の複数の例示、たとえば、研磨ステーション１１４ａや、研磨ステーション１１４ｂや、研磨ステーション１１４ｃをさらに含んでおり、各研磨ステーション１１４は、酸化アルミニウムなどの研磨媒質と組み合わされて基板テープ１２４に接触する１組の研磨輪を含むステンレススチールタンクを含んでいる。さらに、研磨ステーション１１４内の各研磨輪は、それぞれの研磨輪に対向して基板テープ１２４に圧力をかける、関連する圧力装置を有している。研磨ステーション１１４は、図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃで詳しく説明する。圧力装置は、図５で詳しく説明する。
【００２７】
研磨システム１００は、水洗ステーション１１６の複数の例示、たとえば、水洗ステーション１１６ａや、水洗ステーション１１６ｂや、水洗ステーション１１６ｃをさらに含んでおり、各水洗ステーション１１６は、基板テープ１２４に脱イオン水または標準水道水を加えて研磨媒質を基板テープ１２４から洗い落とす噴霧器アセンブリを含むステンレススチールタンクを含んでいる。水洗ステーション１１６は、図６Ａおよび６Ｂで詳しく説明する。
【００２８】
研磨システム１００は、最終研磨ステーションとして働く研磨ステーション１１８をさらに含んでおり、研磨ステーション１１８は、酸化アルミニウムなどの研磨媒質と組み合わされて基板テープ１２４に接触する複数組の研磨輪を含むステンレススチールタンクを含んでいる。さらに、研磨ステーション１１８内の各研磨輪は、それぞれの研磨輪に対向して基板テープ１２４に圧力をかける、関連する圧力装置を有している。研磨ステーション１１８は、図７で詳しく説明する。
【００２９】
研磨システム１００は、最終水洗ステーションとして働く水洗ステーション１２０をさらに含んでおり、水洗ステーション１２０は、基板テープ１２４に脱イオン水または標準水道水を加えて研磨媒質を基板テープ１２４から洗い落とす噴霧器アセンブリを含むステンレススチールタンクを含んでいる。さらに、水洗ステーション１２０は、研磨媒質の最後の残滓を除去する１組の軟質研磨輪を含んでいる。水洗ステーション１２０は、図８Ａおよび８Ｂで詳しく説明する。
【００３０】
引き続き図１を参照すると、研磨システム１００のすべての要素は、スプール１１０ａとスプール１１０ｂとの間に形成された基板テープ１２４の軸に沿って一列に配置されている。具体的には、基板テープ１２４は、スプール１１０ａから解かれ、テープ送り装置１１２に通され、続けて第１の研磨ステーション１１４（すなわち、研磨ステーション１１４ａ）に通され、続けて第１の水洗ステーション１１６（すなわち、水洗ステーション１１６ａ）に通され、続けて第２の研磨ステーション１１４（すなわち、研磨ステーション１１４ｂ）に通され、続けて第２の水洗ステーション１１６（すなわち、水洗ステーション１１６ｂ）に通され、続けて第３の研磨ステーション１１４（すなわち、研磨ステーション１１４ｃ）に通され、続けて第３の水洗ステーション１１６（すなわち、水洗ステーション１１６ｃ）に通され、続けて研磨ステーション１１８に通され、最後に水洗ステーション１２０に通されて、スプール１１０ｂ上に至る。
【００３１】
スプール１１０ａとテープ送り装置１１２との間に、案内輪１３０が配置されている。同様に、水洗ステーション１２０とスプール１１０ｂとの間に、案内輪１３２が配置されている。案内輪１３０および１３２は、基板テープ１２４の研磨面１２８と接触し、基板テープ１２４が研磨システム１００に沿って移動する際に基板テープ１２４を支持し案内するのを助ける。案内輪１３０および１３２は、基板テープ１２４の研磨面１２８に損傷を与えない材料で形成されており、このような材料にはテフロン（登録商標）または軟質ゴムが含まれる。
【００３２】
最後に、研磨システム１００は、案内輪１３２とスプール１１０ｂとの間に配置され、基板テープ１２４の研磨面１２８に向けられた粗度モニタ１２２を任意に含んでいる。粗度モニタ１２２は、基板テープ１２４の研磨面１２８に対するモニタ１２２の位置を調整できるように、３軸調整可能ステージ（不図示）上に取り付けられている。粗度を所要の精度で測定できるように、基板テープ１２４と粗度モニタ１２２との間の距離は適切に設定される。粗度モニタ１２２は、研磨システム１００の出口点に品質検査機構を構成している。粗度モニタ１２２は、上方を通過する表面の粗度を測定できるように構成された、オプティカル・ディメンジョンズLLC製のレーザーチェック（ＬＡＳＥＲCHECK）装置等の、光学式表面粗度測定ゲージである。本発明の研磨システム１００の場合、粗度モニタ１２２は、基板テープ１２４の研磨面１２８の平均表面粗度を出力する。
【００３３】
図２Ａおよび２Ｂはそれぞれ、本発明の研磨システム１００の払出しスプール（すなわち、スプール１１０ａ）および巻取りスプール（すなわち、スプール１１０ｂ）として使用するのに適したスプール１１０の側面図および正面図である。スプール１１０は、回転可能な軸２１４によってモータ２１２に機械的に連結されたリール２１０を含んでいる。リール２１０は、基板テープ１２４が上に巻き取られるリールである。リール２１０の直径および幅は、基板テープ１２４の寸法に応じて異なる。モータ２１２は、オリエンタル・モータ5TK20GN等の、通常のトルクモータである。モータ２１２が設置されると、スプール１１０ａによってかけられるトルクは、スプール１１０ｂによってかけられるトルクと逆向きになり、基板テープ１２４がスプール１１０ａから解かれ、研磨システム１００を通って移動し、その後スプール１１０ｂ上に巻き取られる際に、基板テープ１２４に適切な張力がかけられる。
【００３４】
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃはそれぞれ、テープ送り装置１１２の側面図、平面図、および端面図を示している。テープ送り装置１１２は、本発明の研磨システム１００内のテープ送り装置として使用するのに適した基板テープ駆動機構である。テープ送り装置１１２は、金属基板テープ１２４が、研磨システム１００内で生じる研磨作用、および洗浄作用を適切な時間受けるよう制御された移動速度を与える。
【００３５】
図３Ａを参照すると、テープ送り装置１１２は、通常のプリー３１４および通常のプリー３１６の周りにループを形成するベルト３１２をさらに含むベルトアセンブリ３１０を含んでいる。さらに、テープ送り装置１１２は、通常のプリー３２２および通常のプリー３２４の周りにループを形成するベルト３２０をさらに含むベルトアセンブリ３１８を含んでいる。ベルトアセンブリ３１０とベルトアセンブリ３１８は、図３Ａおよび３Ｃに示されているように、ベルト３１２の外側表面がベルト３２０の外側表面に面するように、互いに並列に積み重ねられた状態で配置されている。
【００３６】
図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃを参照すると、ベルトアセンブリ３１０とベルトアセンブリ３１８は、機械的駆動アセンブリ３２６によって機械的に連結されており、オリエンタルM540-401-115モータ等の通常のステップモータであるモータ３２８によって回転駆動される。駆動アセンブリ３２６は、動作時に、ベルトアセンブリ３１０がベルトアセンブリ３１８と反対方向に回転するように、様々なベルト、プリー、および歯車（不図示）を従来どおりに使用して構成されている。たとえば、ベルトアセンブリ３１０のプリー３１４および３１６が反時計回りに回転すると、ベルトアセンブリ３１８のプリー３２２および３２４は時計回りに回転する。
【００３７】
動作時に、基板テープ１２４がテープ送り装置１１２を通して送られると、図３Ａおよび３Ｃに示されているように、ベルトアセンブリ３１０のベルト３１２の外側表面が基板テープ１２４の非研磨面１２６と接触し、ベルトアセンブリ３１８のベルト３２０の外側表面が基板テープ１２４の研磨面１２８と接触する。その結果、ベルトアセンブリ３１０とベルトアセンブリ３１８との間の間隔は、基板テープ１２４の厚さに依存する。ベルト３１２およびベルト３２０によって基板テープ１２４にかけられる圧力は、ベルト３１２およびベルト３２０の回転によって、基板テープ１２４がテープ送り装置１１２を移動するのに十分な摩擦力を生じさせる。
【００３８】
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃはそれぞれ、本発明の研磨システム１００内で使用されるのに適した機械研磨装置である研磨ステーション１１４の側面図、平面図、および端面図である。
【００３９】
研磨ステーション１１４は、ステンレススチールで形成されたタンク４１４内に配置された研磨装置アセンブリ４１０およびスラリディスペンサ４１２を含んでいる。タンク４１４は、基板テープ１２４が通過できる入口スロット４１６および出口スロット４１８を有している。基板テープ１２４がスロットを通過する際に基板テープ１２４から余分なスラリを除去するように、たとえばシリコンゴムやフェルトで形成されたスキージ（不図示）が入口スロット４１６および出口スロット４１８に挿入されている。
【００４０】
研磨装置アセンブリ４１０は、両端部がタンク４１４の互いに向かい合う壁を貫通し、研磨輪４２０をタンク４１４内に懸架している、回転可能な軸４２２上に取り付けられた研磨輪４２０を含んでいる。同様に、研磨装置アセンブリ４１０は、両端部がタンク４１４の互いに向かい合う壁を貫通し、研磨輪４２４をタンク４１４内に懸架している、回転可能な軸４２６上に取り付けられた研磨輪４２４を含んでいる。設置時には、研磨アセンブリ４１０の研磨輪４２０と研磨輪４２４は、タンク４１４を通過する基板テープ１２４の軸に沿って一列に設置される。さらに、研磨アセンブリ４１０の研磨輪４２０と研磨輪４２４とは、基板テープ１２４の研磨面１２８と接触するように同一平面上に設置される。
【００４１】
研磨輪４２０および研磨輪４２４の直径は、たとえば４インチである。研磨輪４２０および研磨輪４２４は、「ショアＡ硬度」が８５を超えるか、または機能的に同等の材料の、ボストンフェルト製等のダイヤモンド硬質フェルト研磨輪である。あるいは、研磨輪４２０および研磨輪４２４は、研磨輪がどの研磨ステーション内で動作するか、すなわち、研磨ステーション１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１８のいずれで動作するかに応じて、「ショアＡ硬度」が３５から８５の範囲の、ボストンフェルト製等の純フェルトで形成された硬質フェルト研磨輪でもよい。ショア硬度は、ばね圧子による押込みに対する材料の抵抗の、よく知られた尺度である。ショア硬度スケールは、単位なしの０から１００の間の生値であり、この数が大きいほど抵抗も大きくなり、すなわち、材料は硬くなる。適切なショア硬度を有する材料で置き換えることができる。
【００４２】
通常のモータ４２８は軸４２２を回転駆動し、その結果研磨輪４２０を回転駆動する。モータ４２８は、軸４２２の回転運動をプリー（不図示）によって軸４２６に伝達するベルト４３０によって、さらに軸４２６を駆動し、その結果研磨輪４２４を駆動する。モータ４２８はたとえば、１６００ｒｐｍまでの回転速度が可能な、デイトン 5K984Dモータ等の通常の０．５馬力のモータである。図４Ｂは、駆動機構の一例を示しているに過ぎず、当業者には、軸４２２および軸４２６は他の従来の手段によって回転駆動できることが理解されよう。
【００４３】
研磨装置アセンブリ４１０は、圧力アセンブリ４３２の複数の例示、たとえば、研磨輪４２０に関連する圧力アセンブリ４３２ａや、研磨輪４２４に関連する圧力アセンブリ４３２ｂをさらに含んでいる。動作時には、基板テープ１２４は、圧力アセンブリ４３２ａと研磨輪４２０との間に挟まれ、かつ圧力アセンブリ４３２ｂと研磨輪４２４との間に挟まれる。その結果、圧力アセンブリ４３２ａおよび圧力アセンブリ４３２ｂは、基板テープ１２４の非研磨面１２６に圧力をかけ、非研磨面１２６は次に研磨輪４２０および研磨輪４２４のそれぞれに対向して基板テープ１２４の研磨面１２８に圧力を伝達する。圧力アセンブリ４３２は、図５で詳しく説明する。
【００４４】
スラリディスペンサ４１２は、第１の出口４３６および第２の出口４３８にスラリを供給する入口４３４をさらに含んでいる。入口４３４はタンク４１４の壁を貫通し、研磨輪４２０の方に向けられた出口４３６と、研磨輪４２４の方に向けられた出口４３８とにスラリを供給する。動作時には、スラリ状の研磨媒質が、スラリディスペンサ４１２によって、たとえば毎分６０ｍｌの調節された流量で、タンク４１４の中にポンプ注入される（ポンプは不図示）。ポンプは通常、毎分１７ｍｌから１７リットルの間の流量を与えることができる。研磨媒質は続いて、それぞれ出口４３６および出口４３８を介して、研磨輪４２０および研磨輪４２４上に供給される。研磨媒質はたとえば、酸化アルミニウム粉末と水とを１対１５に混合して形成されたスラリである。酸化アルミニウム粉末の粒径は、研磨ステーション、すなわち、研磨ステーション１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃのどれであるかに応じて、１．０ミクロンから０．０５ミクロンの範囲である。最後に、タンク４１４の底部に配置された出口４４０は、研磨媒質を再循環させる出口を形成している。
【００４５】
図５は、図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示されている研磨ステーション１１４内で使用するのに適した圧力装置である圧力アセンブリ４３２の側面図である。圧力アセンブリ４３２は、たとえば研磨ステーション１１４のタンク４１４の互いに向かい合う壁に設置時に両端部が接続される、ステンレススチール製のプレート５１０を含んでいる。プレート５１０の厚さは、圧力アセンブリ４３２が負荷を受けているときに、プレート５１０に生じるたわみが無視できる程度の厚さである。プレート５１０は、それぞれ第１のねじ５１６および第２のねじ５１８が通過する、第１のすきま穴５１２および第２のすきま穴５１４を有している。すきま穴５１２およびすきま穴５１４の直径は、ねじ５１６およびねじ５１８がプレート５１０を通過するときに自由に動くのに十分な大きさである。ねじ５１６およびねじ５１８は、ブロック５２０の第１のブロック面５２２、すなわちプレート５１０の方を向いたブロック５２０の表面にねじを切ることで、ブロック５２０との機械的な結合を可能にする、２インチ１０−３２ねじ等の通常のねじである。ブロック５２０の第２のブロック面５２４は、ブロック５２０が設置時に接触する基板テープ１２４の方を向いている。ブロック５２０は、基板テープ１２４の非研磨面１２６に損傷を与えないテフロン等の低摩擦材料で形成されている。ブロック５２０の寸法は、たとえば、幅２インチ、長さ２．７５インチ、厚さ１インチである。ねじ５１６の頭部には標準座金５２６が水平に取り付けられている。さらに、座金５２６とプレート５１０との間にばね５２８が配置されている。同様に、ねじ５１８の頭部には標準座金５３０が水平に取り付けられており、座金５３０とプレート５１０との間にばね５３２が配置されている。ばね５２８およびばね５３２は、最大ばね力がたとえば２２０５ポンドであり、ねじ５１６およびねじ５１８を通過させるのに十分な大きさの内径を有する通常のばねである。最後に、調整ねじ５３４がねじ５１６とねじ５１８との間に配置され、プレート５１０をねじ貫通している。調整ねじ５３４のねじ付き端部は、図５に示されているように、プレート５１０を通過した後、プレート５１０とブロック５２０のブロック面５２２との間に配置されたばね５３６を通過し、ブロック５２０のブロック面５２２に接触する。調整ねじ５３４は、１．５インチ長、３／８インチ６−３２ねじ等の通常の小ねじである。ばね５３６は、最大ばね力がたとえば２２０５ポンドであり、調整ねじ５３４を通過させるのに十分な大きさの内径を有する通常のばねである。
【００４６】
引き続き図５を参照すると、ブロック５２０は、プレート５１０を通過する際に自由に動くことができるねじ５１６およびねじ５１８によって、基本的にプレート５１０から懸架されている。ばね５２８およびばね５３２は、それぞれ座金５２６および座金５３０に上向きの力を与え、それによって、ブロック５２０を、研磨ステーション１１４のタンク４１４内で静的機械基準をなすプレート５１０の方へ引く引張り作用を生じさせる。ばね５３６は、弛緩状態（すなわち、調整ねじ５３４が引込み位置にある状態）にあるときは、ブロック５２０のブロック面５２２がプレート５１０と接触するのを妨げる。一方、調整ねじ５３４は、そのねじ付き端部がブロック５２０のブロック面に接触するように調整されると、ばね５２８およびばね５３２に逆向きの力を与え、それによって、ブロック５２０はプレート５１０から押し離され、基板テープ１２４の非研磨面１２６に接触させられる。圧力アセンブリ４３２は、１平方インチ当たり１０００ポンドの最大圧力を与えることができるが、通常、１平方インチ当たり０ポンドから３００ポンドの範囲内に設定される。負荷センサ（不図示）が、ブロック５２０の中央付近に配置されており、圧力アセンブリ４３２によって基板テープ１２４にかけられる圧力を監視できるように、ケーブル（不図示）を通して外部読取りディスプレイに接続されている。負荷センサは、たとえばセンソテック（Sensotec） モデル 53 AL131等の簡素なボタンセンサである。
【００４７】
図６Ａおよび６Ｂはそれぞれ、本発明の研磨システム１００内で使用するのに適した基板テープ洗浄機構である水洗ステーション１１６の側面図および端面図である。
【００４８】
水洗ステーション１１６は、ステンレススチールで形成されたタンク６１２内に配置された噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示、たとえば、噴霧器アセンブリ６１０ａや噴霧器アセンブリ６１０ｂを含んでいる。タンク６１２は、基板テープ１２４が通過できる入口スロット６１４および出口スロット６１６を有している。基板テープ１２４がスロットを通過するときに基板テープ１２４から余分の水を除去するように、フェルトで形成されたスキージ（不図示）が入口スロット６１４および出口スロット６１６に挿入されている。
【００４９】
各噴霧器アセンブリ６１０は、通常のスプレーノズル６２０に水を供給する入口６１８を含んでいる。具体的には、噴霧器アセンブリ６１０ａは、スプレーノズル６２０ａに水を供給する入口６１８ａを、噴霧器アセンブリ６１０ｂは、スプレーノズル６２０ｂに水を供給する入口６１８ｂを含んでいる。入口６１８ａおよび入口６１８ｂは、タンク６１２の壁を貫通し、通常７５ｐｓｉ未満の圧力を有する水道水や脱イオン水などの水洗水源に接続されている。噴霧器アセンブリ６１０ａおよび噴霧器アセンブリ６１０ｂは、図６Ｂに示されているように、スプレーノズル６２０ａとスプレーノズル６２０ｂとが互いに対向するように、タンク６１２内で互いに１８０0に向けられ、かつ基板テープ１２４が間を通過できるように、十分な間隔が取られている。動作時には、基板テープ１２４の表面から研磨媒質の残滓を洗い落とすために、水洗水が噴霧器アセンブリ６１０ａおよび噴霧器アセンブリ６１０ｂによってタンク６１２内に放出され、基板テープ１２４上に向けられる。最後に、タンク６１２の底部に配置された出口６２２は、水洗水を排出する排水口を形成している。
【００５０】
図７は、本発明の研磨システム１００内で使用するのに適した機械研磨装置である研磨ステーション１１８の平面図である。
【００５１】
研磨ステーション１１８は、図４に記載されているように研磨装置アセンブリ４１０の複数の例示を含んでいる。たとえば、研磨ステーション１１８は、モータ４２８ａによって駆動される研磨輪４２０ａおよび研磨輪４２４ａを有する研磨装置アセンブリ４１０ａと、モータ４２８ｂによって駆動される研磨輪４２０ｂおよび研磨輪４２４ｂを有する研磨装置アセンブリ４１０ｂと、モータ４２８ｃによって駆動される研磨輪４２０ｃおよび研磨輪４２４ｃを有する研磨装置アセンブリ４１０ｃとを含んでいる。図示を簡単にするために、各研磨輪に関連する圧力アセンブリ４３２は図７には示されていない。
【００５２】
図７は、駆動機構の一例を示しているに過ぎず、当業者には、他の従来の手段、たとえば複数のベルトを有する単一のモータ４２８によって、複数の研磨輪が回転駆動され得ることが理解されよう。
【００５３】
研磨装置アセンブリ４１０ａ、研磨装置アセンブリ４１０ｂ、および研磨装置アセンブリ４１０ｃは、ステンレススチールで形成されたタンク７１０内に配置されている。タンク７１０は、基板テープ１２４が通過できる入口スロット７１２および出口スロット７１４を有している。基板テープ１２４がスロットを通過するときに、基板テープ１２４から余分のスラリを除去するように、シリコンゴムおよびフェルトで形成されたスキージ（不図示）が入口スロット７１２および出口スロット７１４に挿入されている。
【００５４】
研磨装置アセンブリ４１０ａの研磨輪４２０ａおよび研磨輪４２４ａ、研磨装置アセンブリ４１０ｂの研磨輪４２０ｂおよび研磨輪４２４ｂ、研磨装置アセンブリ４１０ｃの研磨輪４２０ｃおよび研磨輪４２４ｃは、設置時には、すべて、タンク７１０を通過する基板テープ１２４の軸に沿って一列に設置される。さらに、すべての研磨輪は、それらが基板テープ１２４の研磨面１２８に接触するように、同一平面上に配置される。
【００５５】
研磨ステーション１１８は、図４に記載されているような、研磨媒質を研磨輪上に向けるスラリディスペンサ４１２の複数の例示をさらに含んでいる。しかし、図を簡単にするために、スラリディスペンサ４１２の複数の例示は図７には示されていない。同様に、タンク７１０は、図４に記載されているような、研磨媒質を再循環させる１つまたは２つ以上の出口を有している。この場合も、図を簡単にするために、出口は図７には示されていない。
【００５６】
図８Ａおよび８Ｂはそれぞれ、本発明の研磨システム１００内で使用するのに適した基板テープ洗浄機構である水洗ステーション１２０の側面図および平面図である。
【００５７】
水洗ステーション１２０は、ステンレススチールで形成され、基板テープ１２４が通過できる入口スロット８１２および出口スロット８１４を有するタンク８１０を含んでいる。基板テープ１２４がスロットを通過するときに基板テープ１２４から余分の水を除去するように、シリコンゴムおよびフェルトで形成されたスキージ（不図示）が入口スロット８１２および出口スロット８１４に挿入されている。タンク８１０内には、図６Ａおよび６Ｂに記載されたような、入口およびスプレーノズルを有する噴霧器アセンブリ６１０と同一の噴霧器アセンブリ８３０の複数の例示と組み合わされた、研磨装置アセンブリ８１６が配置されている。たとえば、水洗ステーション１２０は、噴霧器アセンブリ８３０ａ、噴霧器アセンブリ８３０ｂ、噴霧器アセンブリ８３０ｃ、および噴霧器アセンブリ８３０ｄを含んでいる。
【００５８】
研磨装置アセンブリ８１６は、両端部がタンク８１０の互いに向かい合う壁を貫通して研磨輪８１８をタンク８１０内に懸架させる回転可能な軸８２０上に取り付けられた研磨輪８１８を含んでいる。同様に、研磨装置アセンブリ８１６は、両端部がタンク８１０の互いに向かい合う壁を貫通して研磨輪８２４をタンク８１０内に懸架させる回転可能な軸８２４上に取り付けられた研磨輪８２２を含んでいる。設置時には、研磨アセンブリ８１６の研磨輪８１８および研磨輪８２２は、タンク８１０を通過する基板テープ１２４の軸に沿って一列に設置される。しかし、研磨装置アセンブリ８１６の研磨輪８１８と研磨輪８２２とは、タンク８１０内の同じ水平面上には配置されない。その代わりに、研磨輪８１８と研磨輪８２２とは、基板テープ１２４の互いに反対側に配置されている。具体的には、図８Ａに示されているように、研磨輪８１８は、設置時に基板テープ１２４の非研磨面１２６に接触し、研磨輪８２２は、設置時に基板テープ１２４の研磨面１２８に接触する。
【００５９】
研磨輪８１８および研磨輪８２２は、「ショアＡ硬度」が３０から４０の範囲の、ボストンフェルト軟質輪等の軟質研磨輪である。通常のモータ８２６は、軸８２０を回転駆動し、その結果研磨輪８１８を回転駆動する。モータ８２６は、軸８２０の回転運動をプリー（不図示）によって軸８２４に伝達するベルト８２８によって、さらに軸８２４を駆動し、その結果研磨輪８２２を駆動する。モータ８２６はたとえば、１６００ｒｐｍまでの回転速度が可能な、デイトン 5K984Dモータ等の、通常の０．５馬力モータである。図８Ｂは、駆動機構の一例を示しているに過ぎず、当業者には、軸８２０ないし軸８２４は他の従来の手段によって回転駆動されることが理解されよう。
【００６０】
図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに記載された研磨装置アセンブリ４１０とは異なり、研磨装置アセンブリ８１６は、図５に記載された圧力アセンブリ４３２の例示を含んでいない。
【００６１】
各噴霧器アセンブリ８３０の入口は、タンク８１０の壁を貫通し、入口に対応するスプレーノズルに水を供給し、各入口は、通常７５ｐｓｉ未満の圧力を有する水道水や脱イオン水などの水洗水源に接続されている。噴霧器アセンブリ８３０ａおよび噴霧器アセンブリ８３０ｂは、図８Ａに示されているように、それらのスプレーノズルが互いに対向するように、タンク８１０内で互いに１８０0に向けられ、かつ基板テープ１２４が間を通過できるように、十分な間隔が取られている。噴霧器アセンブリ８３０ｃは、そのスプレーノズルが研磨輪８１８と基板テープ１２４の非研磨面１２６との接触点に向く角度に向けられている。同様に、噴霧器アセンブリ８３０ｄは、図８Ａに示されているように、そのスプレーノズルが研磨輪８２２と基板テープ１２４の研磨面１２８との接触点に向く角度に向けられている。
【００６２】
動作時には、基板テープ１２４の表面から研磨媒質の残滓を洗い落とすために、水洗水が噴霧器アセンブリ８３０ａ、噴霧器アセンブリ８３０ｂ、噴霧器アセンブリ８３０ｃ、および噴霧器アセンブリ８３０ｄによってタンク８１０内に放出され、基板テープ１２４上に向けられる。最後に、タンク８１０の底部に配置された出口８３２および出口８３４は、水洗水を排出する排水口を形成している。
【００６３】
動作時には、図１を参照すると分かるように、研磨ステーション１１４ａ、研磨ステーション１１４ｂ、研磨ステーション１１４ｃ、研磨ステーション１１８、および水洗ステーション１２０内の各研磨輪として、以下の表１の硬度を有する研磨輪が選択され、各研磨輪が設置される。さらに、研磨ステーション１１４ａ、研磨ステーション１１４ｂ、研磨ステーション１１４ｃ、および研磨ステーション１１８に供給されるスラリ内の研磨媒質の粒径は、以下の表１に従って選択される。
【００６４】
【表１】
2008023710.tif 000003
【００６５】
引き続き図１から図８Ｂを参照して、研磨システム１００の動作を以下に説明する。ある長さの基板テープ１２４が巻かれたスプール１１０ａのリール２１０が、研磨システム１００の前方端に取り付けられている。基板テープ１２４の引出し部は、ベルト３１２とベルト３２０との間でテープ送り装置１１２に通され（図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ）、その間ずっと基板テープ１２４は案内輪１３０に当たっている。基板テープ１２４の引出し部は、研磨ステーション１１４ａにその入口スロット４１６を介して通され、その後、その研磨装置アセンブリ４１０に通され、最後にその出口スロット４１８に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、水洗ステーション１１６ａにその入口スロット６１４を介して通され、その後、噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過し、最後に水洗ステーション１１６ａの出口スロット６１６に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、研磨ステーション１１４ｂにその入口スロット４１６を介して通され、その後その研磨装置アセンブリ４１０に通され、最後にその出口スロット４１８に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、水洗ステーション１１６ｂにその入口スロット６１４を介して通され、その後、噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過し、最後に水洗ステーション１１６ａの出口スロット６１６に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、研磨ステーション１１４ｃにその入口スロット４１６を介して通され、その後その研磨装置アセンブリ４１０に通され、最後にその出口スロット４１８に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、水洗ステーション１１６ｃにその入口スロット６１４を介して通され、その後、噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過し、最後に水洗ステーション１１６ａの出口スロット６１６に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、研磨ステーション１１８にその入口スロット７１２を介して通され、その後その研磨装置アセンブリ４１０の複数の例示に通され、最後にその出口スロット７１４に通される。基板テープ１２４の引出し部は次に、水洗ステーション１２０にその入口スロット８１２を介して通され、その後、噴霧器アセンブリ８３０の複数の例示のごく近くを通過し、最後に水洗ステーション１１６ａの出口スロット８１４に通される。最後に、基板テープ１２４の引出し部はスプール１１０ｂに掛けられ、その間ずっと、基板テープ１２４は案内輪１３２に当たっており、基板テープ１２４の張力は、スプール１１０ａのモータ２１２およびスプール１１０ｂのモータ２１２のトルクを調整することによって設定される。張力は、基板テープ１２４を研磨できる平坦度を維持するのに十分であり、しかも基板テープ１２４に破断点に至る応力をかけないようなレベルに設定されている。
【００６６】
基板テープ１２４を研磨ステーション１００のすべての要素に通した後、水洗ステーション１１６ａ、水洗ステーション１１６ｂ、水洗ステーション１１６ｃ、および水洗ステーション１２０に水を供給する水源が作動させられる。さらに、研磨ステーション１１４ａのスラリディスペンサ４１２、研磨ステーション１１４ｂのスラリディスペンサ４１２、および研磨ステーション１１４ｃのスラリディスペンサ４１２にスラリを供給するスラリポンプ（不図示）が作動させられ、すべての流量がポンプ制御装置によって調整される。同様に、研磨ステーション１１８のスラリディスペンサ４１２の複数の例示にスラリを供給するスラリポンプが作動させられ、流量がポンプ制御装置によって調整される。すべての場合に、流量は、所望の結果を達成するのに最適な供給量の研磨媒質が各研磨輪に存在するように設定される。
【００６７】
水洗水および研磨媒質を流し始めると、研磨システム１００内のすべてのモータが作動させられる。具体的には、研磨ステーション１１４ａのモータ４２８が作動させられ、研磨ステーション１１４ｂのモータ４２８が作動させられ、研磨ステーション１１４ｃのモータ４２８が作動させられ、研磨ステーション１１８のモータ４２８の複数の例示が作動させられる。さらに、スプール１１０ａのモータ２１２およびスプール１１０ｂのモータ２１２が作動させられる。最後に、テープ送り装置１１２のモータ３２８が作動させられる。テープ送り装置１１２のベルト３１２およびベルト３２０によって基板テープ１２４にかけられる圧力は、テープ送り装置１１２のベルト３１２およびベルト３２０の回転によって、基板テープ１２４が研磨システム１００を移動するのに十分な摩擦力を生じさせる。基板テープ１２４の移動速度は、基板テープ１２４が様々な研磨作用および水洗作用を、適切な時間受けるように制御された移動速度を与えるように、テープ送り装置１１２の速度を調整することによって設定される。移動速度は約０．１ｃｍ／分から約１．５ｃｍ／分の範囲、好ましくは約０．１５ｃｍ／分から約０．５ｃｍ／分の範囲で変えることができる。代表的な移動速度はたとえば、０．２ｃｍ／分から約０．４ｃｍ／分である。
【００６８】
続いて、研磨システム１００全体にわたって配置された研磨輪に対する基板テープ１２４の圧力は、研磨ステーション１１４ａ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１４ｂ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１４ｃ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１８内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整することによって設定される。すべての場合に、圧力は、各ブロック５２０に内蔵された負荷センサによって圧力を監視することで、１平方インチ当たり０ポンドから３００ポンドの範囲内に設定される。
【００６９】
続いて、粗度モニタ１２２が作動させられ、基板テープ１２４と粗度モニタ１２２との間の距離が粗度を必要な精度で測定するのに適切な距離になるように、粗度モニタ１２２の位置が３軸調整可能ステージによって手動調整される。水洗水および研磨媒質を流し始め、すべてのモータを作動させると、基板テープ１２４は、研磨システム１００を通って移動し、複数の研磨作用および水洗作用を連続的に受けるようになる。具体的には、基板テープ１２４は、研磨ステーション１１４ａおよび水洗ステーション１１６ａによって第１の研磨・水洗作用を受ける。研磨輪の硬度および研磨媒質の粒径は表１に示されているとおりであり、したがって、この第１の研磨イベントは研磨システム１００内で最も激しい研磨作用と考えられる。
【００７０】
次に、基板テープ１２４は、研磨ステーション１１４ｂおよび水洗ステーション１１６ｂを通過し、次に研磨ステーション１１４ｃおよび水洗ステーション１１６ｃを通過し、次に研磨ステーション１１８を通過することによって、一連の、すなわちより穏やかな研磨作用とそれに続く水洗作用を受ける。研磨ステーション１１４ｂ、研磨ステーション１１４ｃ、および研磨ステーション１１８の研磨輪の硬度および研磨媒質の粒径は、表１に示されているとおりであり、したがって、これらの研磨作用は研磨ステーション１１４ａの研磨作用よりも穏やかであると考えられる。
【００７１】
最後に、基板テープ１２４は、水洗と研磨の両方の機能を備えるが研磨媒質は存在しない水洗ステーション１２０によって、最後の研磨・水洗作用を受ける。研磨輪の硬度は表１に示されているとおりであり、したがって、この研磨作用は、研磨システム１００内で最も穏やかであると考えられ、基板テープ１２４の研磨面１２８に最も微細で平滑な表面品質を与える。
【００７２】
このように、基板テープ１２４は、研磨システム１００を移動する際に、漸進的段階によって、最初は粗く、次に中間的な、その後細かい、対応する水洗作用と各々組み合わされた研磨作用を受け、それによって、研磨システムを１回通過するだけで、後続の緩衝層の堆積に適した表面平滑度を得る。
【００７３】
研磨輪の硬度および研磨媒質の粒径は表１に示されているものに限らず、製品用途に応じて他の組合せが可能であることに留意されたい。
【００７４】
図９は、ＨＴＳ被覆テープを製造する際に用いられる長い長さの金属基板テープを研磨するのに適した機械研磨システムである研磨システム１００を動作させる、本発明による方法９００を示している。方法９００は以下の各ステップを含む。
【００７５】
ステップ９１０：払出しスプールを取り付ける。
【００７６】
このステップでは、ユーザは研磨システム１００内のスプール１１０ａのリール２１０を取り付ける。リール２１０には基板テープ１２４が巻かれている。方法９００はステップ９１２に進む。
【００７７】
ステップ９１２：基板テープをテープ送り装置に通す。
【００７８】
このステップでは、ユーザは基板テープ１２４の引出し部をテープ送り装置１１２のベルト３１２とベルト３２０との間でテープ送り装置１１２に通す（図３Ａ、３Ｂ、および３Ｃ）。基板テープ１２４は、その間ずっと案内輪１３０に当たっている。方法９００はステップ９１４に進む。
【００７９】
ステップ９１４：基板テープを研磨ステーションおよび水洗ステーションに通す。
【００８０】
このステップでは、ユーザは、基板テープ１２４の引出し部を研磨ステーション１１４ａに、その入口スロット４１６を介して通し、次にその研磨装置アセンブリ４１０に通し、最後にその出口スロット４１８に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を水洗ステーション１１６ａに、その入口スロット６１４を介して通し、次に噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過させ、最後にその出口スロット６１６に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を研磨ステーション１１４ｂに、その入口スロット４１６を介して通し、次にその研磨装置アセンブリ４１０に通し、最後にその出口スロット４１８に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を水洗ステーション１１６ｂに、その入口スロット６１４を介して通し、次に噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過させ、最後にその出口スロット６１６に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を研磨ステーション１１４ｃに、その入口スロット４１６を介して通し、次にその研磨装置アセンブリ４１０に通し、最後にその出口スロット４１８に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を水洗ステーション１１６ｃに、その入口スロット６１４を介して通し、その後、噴霧器アセンブリ６１０の複数の例示のごく近くを通過させ、最後にその出口スロット６１６に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を研磨ステーション１１８に、その入口スロット７１２を介して通し、その後その研磨装置アセンブリ４１０の複数の例示に通し、最後にその出口スロット７１４に通す。ユーザは次に、基板テープ１２４の引出し部を水洗ステーション１２０にその入口スロット８１２を介して通し、次に噴霧器アセンブリ８３０の複数の例示のごく近くを通過させ、研磨装置アセンブリ８１６に通し、最後にその出口スロット８１４に通す。方法９００はステップ９１６に進む。
【００８１】
ステップ９１６：基板テープを巻取りスプールに掛ける。
【００８２】
このステップでは、ユーザは基板テープ１２４をスプール１１０ｂに掛ける。基板テープ１２４は、その間ずっと案内輪１３２に当たっている。方法９００はステップ９１８に進む。
【００８３】
ステップ９１８：テープの張力を設定する。
【００８４】
このステップでは、ユーザは、払出しスプールおよび巻取りスプールに対するトルクを調整することによって、基板テープ１２４の張力を設定する。具体的には、スプール１１０ａのモータ２１２およびスプール１１０ｂのモータ２１２のトルクを調整することによって張力を設定する。張力は、基板テープ１２４を研磨できる平坦度を維持するのに十分であり、しかも基板テープ１２４に破断点に至る応力をかけないようなレベルに設定される。方法９００はステップ９２０に進む。
【００８５】
ステップ９２０：水洗ステーションに水をポンプ注入する。
【００８６】
このステップでは、ユーザは、水洗ステーション１１６ａ、水洗ステーション１１６ｂ、水洗ステーション１１６ｃ、および水洗ステーション１２０に水を供給する水源を作動させる。方法９００はステップ９２２に進む。
【００８７】
ステップ９２２：スラリポンプを作動させ、流量を調整する。
【００８８】
このステップでは、ユーザは、研磨ステーション１１４ａのスラリディスペンサ４１２にスラリを供給するスラリポンプを作動させ、ポンプ制御装置によって流量を調整する。次に、ユーザは、研磨ステーション１１４ｂのスラリディスペンサ４１２にスラリを供給するスラリポンプを作動させ、ポンプ制御装置によって流量を調整する。次に、ユーザは、研磨ステーション１１４ｃのスラリディスペンサ４１２にスラリを供給するスラリポンプを作動させ、ポンプ制御装置によって流量を調整する。次に、ユーザは、研磨ステーション１１８のスラリディスペンサ４１２の複数の例示にスラリを供給するスラリポンプを作動させ、ポンプ制御装置によって流量を調整する。すべての場合に、流量は、所望の結果を達成するのに最適な供給量の研磨媒質が各研磨輪に存在するように設定される。方法９００はステップ９２４に進む。
【００８９】
ステップ９２４：研磨システムを作動させる。
【００９０】
このステップでは、ユーザは研磨ステーション１１４ａのモータ４２８、研磨ステーション１１４ｂのモータ４２８、研磨ステーション１１４ｃのモータ４２８、研磨ステーション１１８のモータの複数の例示を作動させる。さらに、ユーザはスプール１１０ａのモータ２１２およびスプール１１０ｂのモータ２１２を作動させる。最後に、ユーザはテープ送り装置１１２のモータ３２８を作動させる。方法９００はステップ８２６に進む。
【００９１】
ステップ９２６：基板テープの移動速度を設定する。
【００９２】
このステップでは、ユーザは、基板テープ１２４が研磨作用および水洗作用を適切な時間受けるように制御された移動速度を得るように、テープ送り装置１１２の速度を調整することによって基板テープ１２４の移動速度を設定する。代表的な移動速度はたとえば、７分当たり１．０インチである。方法９００はステップ９２８に進む。
【００９３】
ステップ９２８：基板テープ圧力装置を調整する。
【００９４】
このステップでは、ユーザは、研磨ステーション１１４ａ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１４ｂ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１４ｃ内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整し、研磨ステーション１１８内の圧力アセンブリ４３２の各例示の調整ねじ５３４を調整することによって、研磨輪に対する基板テープ１２４の圧力を設定する。すべての場合に、圧力は、ブロック５２０に内蔵された負荷センサによって圧力を監視することで、１平方インチ当たり０ポンドから３００ポンドの範囲内に設定される。このセンサに接続されたケーブルは、ユーザによる監視を可能にするように外部ディスプレイに読取り値を出力する。
【００９５】
ステップ９３０：粗度モニタを作動させる。
【００９６】
このステップでは、ユーザは粗度モニタ１２２を作動させる。方法９００はステップ９３２に進む。
【００９７】
ステップ９３２：粗度モニタを調整する。
【００９８】
このステップでは、ユーザは粗度モニタの位置を３軸調整可能ステージによって手動調整する。具体的には、粗度モニタ１２２は、基板テープ１２４と粗度モニタ１２２との間の距離がたとえば１インチになるように調整される。方法はステップ９３４に進む。
【００９９】
ステップ９３４：完了時に研磨システムを停止させる。
【０１００】
このステップでは、基板テープ１２４の全長が研磨システム１００の作用を受けたときに、ユーザは研磨システム１００内のすべてのモータ、ポンプ、および水供給源を止め、巻取りスプールを取り外す。具体的には、ユーザは、基板テープ１２４の全長が巻かれたスプール１１０ｂのリール２１０を取り外す。方法９００は終了する。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】ＨＴＳ被覆テープを製造する際に用いられる長い長さの金属基板テープを研磨するのに適した、本発明の研磨システムの高レベルのダイアグラム図である。
【図２Ａ】本発明の研磨システム内の払出しスプールおよび巻取りスプールとして使用するのに適したスプールの側面図である。
【図２Ｂ】本発明の研磨システム内の払出しスプールおよび巻取りスプールとして使用するのに適したスプールの正面図である。
【図３Ａ】本発明の研磨システム内のテープ送り装置として使用するのに適した基板テープ駆動機構の側面図である。
【図３Ｂ】本発明の研磨システム内のテープ送り装置として使用するのに適した基板テープ駆動機構の平面図である。
【図３Ｃ】本発明の研磨システム内のテープ送り装置として使用するのに適した基板テープ駆動機構の端面図である。
【図４Ａ】本発明の研磨システム内の研磨ステーションとして使用するのに適した機械研磨装置の側面図である。
【図４Ｂ】本発明の研磨システム内の研磨ステーションとして使用するのに適した機械研磨装置の平面図である。
【図４Ｃ】本発明の研磨システム内の研磨ステーションとして使用するのに適した機械研磨装置の端面図である。
【図５】図４Ａ、４Ｂ、および４Ｃに示されている研磨ステーション内で使用するのに適した加圧装置の側面図である。
【図６Ａ】本発明の研磨システム内の水洗ステーションとして使用するのに適した基板テープ洗浄機構の側面図である。
【図６Ｂ】本発明の研磨システム内の水洗ステーションとして使用するのに適した基板テープ洗浄機構の端面図である。
【図７】本発明の研磨システム内の最終研磨ステーションとして使用するのに適した機械研磨装置の平面図である。
【図８Ａ】本発明の研磨システム内の最終水洗ステーションとして使用するのに適した基板テープ洗浄機構の側面図である。
【図８Ｂ】本発明の研磨システム内の最終水洗ステーションとして使用するのに適した基板テープ洗浄機構の平面図である。
【図９】本発明の研磨システムの動作方法を示す流れ図である。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  研磨システム
１１０，１１０ａ，１１０ｂ  スプール
１１２  テープ送り装置
１１４，１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ  研磨ステーション
１１６，１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃ  水洗ステーション
１１８  研磨ステーション
１２０  水洗ステーション
１２２  粗度モニタ
１２４  基板テープ
１２６  非研磨面
１２８  研磨面
１３０，１３２  案内輪
【図１】
2008023710.tif 000004
【図２Ａ】
2008023710.tif 000005
【図２Ｂ】
2008023710.tif 000006
【図３Ａ】
2008023710.tif 000007
【図３Ｂ】
2008023710.tif 000008
【図３Ｃ】
2008023710.tif 000009
【図４Ａ】
2008023710.tif 000010
【図４Ｂ】
2008023710.tif 000011
【図４Ｃ】
2008023710.tif 000012
【図５】
2008023710.tif 000013
【図６Ａ】
2008023710.tif 000014
【図６Ｂ】
2008023710.tif 000015
【図７】
2008023710.tif 000016
【図８Ａ】
2008023710.tif 000017
【図８Ｂ】
2008023710.tif 000018
【図９】
2008023710.tif 000019