[發明專利]化學機械拋光心軸傳動裝置

無效

• 申請號: 200910227956.4
• 申請日: 2009-12-08
• 公開（公告）號: CN101708593A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 陳威;柳濱;廖垂鑫
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第四十五研究所
• 主分類號: B24B47/12
• 分類號: B24B47/12;H01L21/302
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 張貳群

技術領域

本發明涉及化學機械拋光設備技術領域。

背景技術

化學機械拋光(CMP)是一種對半導體材料或是其它類型的材料的襯底 進行平坦化或是拋光的方法。在化學機械拋光過程中，拋光頭起著拾取晶圓 和帶動晶圓旋轉在拋光墊上進行拋光的作用，晶圓拾取和晶圓旋轉通過晶片 運載器(carrier)實現，晶圓運載器與心軸系統上的運載器法蘭通過真空 固定，晶圓拾取和晶圓旋轉通過心軸系統提供動力。晶片由晶片運載器保持， 晶片的背側面面對晶片運載器，晶片的前側面面對拋光墊，拋光墊放在臺板 上，臺板通常放在晶片運載器上，晶片運載器和臺板旋轉，從而拋光墊拋光 晶片前側面。

發明內容

本發明的目的是提供一種化學機械拋光心軸傳動裝置，具有結構簡單、 緊湊、使用方便、工作效率高、心軸力易控制、有利于提高工作質量的特點； 用途廣，尤其適用于化學機械拋光設備上，也可適于其它具有與CMP相似工 藝要求的其他半導體設備上。

本發明的主要技術方案是：一種化學機械拋光心軸傳動裝置，包括心軸 自轉機構，其特征在于具有心軸升降機構和心軸公轉機構，結構為：心軸的 座套和轉動架間設有四連桿機構，四連桿機構的上下相對的兩桿件間裝有可 控制四連桿機構開合的伸縮機構，所述的轉動架固定在公轉軸上。

所述的伸縮機構可為氣囊機構。也可為氣缸、油缸或電動絲杠等。

所述的四連桿機構的豎板上固定有固定板，壓簧和氣囊機構分別固定在 固定板的上下面上，壓簧和氣囊機構另一端分別與上活動板、下活動板連接， 上活動板、下活動板分別安裝在的上下相對的兩桿件間。

所述的四連桿機構裝有壓力傳感器，并設有心軸壓力閉環控制電路。

所述的公轉軸上裝有傳動帶輪，公轉軸裝在軸座上。

所述的心軸自轉機構為：伺服電機通過減速器和心軸連接，心軸裝在低 摩擦力的滾動軸承上。

所述的心軸為多孔空心軸，可與水路氣嘴、氣路氣嘴、真空氣嘴連接的 通道流體裝置與該多孔空心軸軸相連，軸與運載器法蘭及運載器相連。

本發明具有突出的有益效果：它克服了已有技術之不足，很好解決了現 有技術中長期以來存在的并一直未能解決的問題，具有結構簡單、緊湊、使 用方便、工作效率高、心軸力易精確控制、有利于提高工作質量的特點；可 實現拋光過程中分區域背壓控制。多空心軸結構，為實現拋光頭通真空、水 路、氣路提供了平臺。采用此項技術對晶圓進行拋光時，可實現拋光頭旋轉、 升降及對心軸力的精確控制。用途廣，尤其適用于化學機械拋光設備上，也 可適于其它具有與CMP相似工藝要求的其他半導體設備上。

以下結合附圖及實施例作詳述，但不作為對本發明的限定。

附圖說明

圖1本發明一個實施例的結構示意圖。

圖2是圖1的的裝配示意圖。

圖3是圖1中心軸20的橫、縱剖面圖。

圖4是圖1中心軸20的縱剖面圖。

圖5是圖1中心軸20滾動軸承安裝結構示意圖。

圖6是心軸力控制系統框圖。

圖中標號說明：1-減速器??2-旋轉接頭法蘭??3-氣嘴??4-旋轉接 頭??5-連接件??16-上活動板??7-壓力傳感器??8-傳感器支架??9-轉 動架??10-螺釘11-公轉軸(或塔軸)??12-轉動架2??13-軸座??14- 螺母1??15-帶輪??16-四連桿機構??17-下活動板??18-氣囊機構??19 -運載器法蘭??20-心軸??21-螺母2??22-連桿??23-固定板??24-壓 簧??25-(心軸)座套??26-軸承桿??27-軸承??28-連接件2??29-伺服 電機??30-聯軸器??31-軸承1??32-軸承2。

具體實施方式

參見圖1～圖4，心軸升降：固定板23固定在豎板16上，壓簧24和氣 囊機構18分別固定在固定板23的上下面上，壓簧24和氣囊機構18另一端 分別與上活動板6、下活動板17連接，上、下活動板6、17分別安裝在四 連桿機構上，四連桿機構與心軸20相連，心軸20在壓簧24和氣囊機構18 上保持平衡，通過氣壓的變化，實現心軸20的升降。

心軸自轉：伺服電機29通過減速器1帶動心軸20旋轉，心軸與圓錐滾 子軸承安裝如附圖4所示。