[發(fā)明專利]一種用于對拋光墊進行修整的修整裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910089150.3
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號: CN101623849A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設計）人: 路新春;彭靜;趙德文
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B24B53/14
• 分類號: B24B53/14;B24B37/04;B24B29/02;H01L21/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 張文寶

技術領域

本專利涉及拋光設備技術領域，尤其是一種在化學機械拋光過程中用于對拋光墊拋光表面進行修整的修整裝置。

背景技術

半導體器件制造業(yè)往往包含一個或多個緊隨材料沉積于基體器件面后的拋光或平坦化步驟。拋光墊的拋光表面必須經(jīng)常被修整或“粗糙化”以保持拋光或從基體表面去除沉積物質(zhì)的效率。為此，一些裝置已被開發(fā)以用來通過粗粒修整材料研磨拋光墊的拋光表面。

修整頭可能適于為最終執(zhí)行件產(chǎn)生或者傳遞扭矩以用來在拋光墊修整過程中旋轉最終執(zhí)行件和修整盤。此外，可能會產(chǎn)生一定的下壓力，例如：在修整頭處通過氣動驅動，或通過一個懸臂，以保證一定程度的修整頭和拋光墊之間相互的摩擦作用。

半導體制造工藝要求在拋光墊修整過程中更快的進行修整，更高的運行平穩(wěn)度和長時間工作下的可靠性。因此，有必要研制在保證高精度的同時能提供良好的可控性和可靠性方法和裝置。

有許多種修整器專利被公開。根據(jù)一些專利顯示，讓修整盤自轉和在拋光墊表面往復移動(如可擺動懸臂轉動)的原動件多采用電機加減速器并將外殼固定在機架上，兩個減速電機輸出軸共線，而修整頭抬起或調(diào)節(jié)壓力的原動件，如液壓裝置，往往跟隨可擺動懸臂轉動。根據(jù)另一些專利，在修整頭處裝自轉電機，直接產(chǎn)生扭矩。這樣的布置都容易產(chǎn)生許多的不確定因素，如液壓裝置在調(diào)壓時不僅使下壓力變化，其本身會影響擺動電機的運行平穩(wěn)度；又如，直接在修整頭處裝電機產(chǎn)生扭矩，電機本身的振動對執(zhí)行件運行平穩(wěn)性的影響明顯，并且在懸臂支點另一端安裝電機勢必使懸臂的負擔很重。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種用于對拋光墊拋光表面進行修整的修整裝置，其特征在于，自轉電機8輸出端與第二同步帶輪6連接，并通過同步帶7帶動第一同步帶輪5轉動，第一同步帶輪5中心處依次安裝可旋轉部件3、萬向節(jié)2以及最終執(zhí)行件1，最終執(zhí)行件1由自轉電機8通過同步帶7驅動旋轉，萬向節(jié)2傳遞扭矩和下壓力的同時實現(xiàn)修整盤14的自適應，保證修整盤14平行于拋光墊；在自轉電機8下方設置擺動電機9，將自轉電機8外殼與可擺動懸臂4在擺動支點處固連，擺動電機9驅動可擺動懸臂4帶動最終執(zhí)行件1在拋光墊表面徑向做往復擺動；調(diào)節(jié)氣缸11通過滾動導軌10與修整裝置連接，調(diào)節(jié)氣缸11調(diào)節(jié)壓力實現(xiàn)修整時修整盤14上下微動以適應拋光墊旋轉時的跳動并保持一定范圍內(nèi)的下壓力，不修整時抬起修整盤14離開拋光墊。

所述滾動導軌10和氣缸11的組合，在功能上提供最終執(zhí)行件1的升降和對拋光墊的施壓，并通過測氣壓得到下壓力值；在結構上作為承載件，氣缸11承受軸向的力，滾動導軌10承受其余的力、彎矩和扭矩，保證了運動的平穩(wěn)性以及壓力測量的精度。

所述可旋轉懸臂4通過第一軸承12和第二軸承13將軸向力、徑向力和彎矩傳到滾動導軌10上，擺動電機9只輸出扭矩，不承受軸向力、徑向力和彎矩。

所述自轉電機8與可旋轉懸臂4固定連接。

本發(fā)明的有益效果為：力矩電機直接驅動同步帶輪，通過同步帶傳動，一方面，省去了減速機，傳動簡單，不確定因素降低，傳動平穩(wěn)，可靠性強，且體積、重量大大減輕，從而使該原動部件結構上移至另外兩個原動部件的上方變?yōu)榭赡埽涣硪环矫妫沟眯D的力矩在上方傳遞，而不需要經(jīng)過升降加壓機構，同步帶7的壓軸力在整個過程中基本不變，從而使傳動過程簡單，不確定因素降低，傳動平穩(wěn)，可靠性強。本專利所述拋光墊修整器結構緊湊、平穩(wěn)度高且可靠性強，可廣泛應用于精密拋光設備。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

圖中標號：

1-最終執(zhí)行件；2-萬向節(jié)；3-可旋轉部件；4-可擺動懸臂；5-第一同步帶輪；6-第二同步帶輪；7-同步帶；8-自轉電機；9-擺動電機；10-滾動導軌；11-調(diào)節(jié)氣缸；12-第一軸承；13-第二軸承；14-修整盤。

具體實施方式

本發(fā)明提供了一種用于對拋光墊拋光表面進行修整的修整裝置，下面通過附圖說明和具體實施方式對本發(fā)明做進一步說明。

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。自轉電機8輸出端與第二同步帶輪6連接，并通過同步帶7帶動第一同步帶輪5轉動，第一同步帶輪5中心處依次安裝可旋轉部件3、萬向節(jié)2以及最終執(zhí)行件1，最終執(zhí)行件1由自轉電機8通過同步帶7驅動旋轉，萬向節(jié)2傳遞扭矩和下壓力的同時實現(xiàn)修整盤14的自適應，保證修整盤14平行于拋光墊。自轉電機8直接驅動同步帶輪5，通過第二同步帶7傳動，使修整頭處重量減輕，減小了對懸臂支點的彎矩。