[發明專利]能使加載載荷均勻布置在承載器表面的拋光加載裝置有效

申請號：	201010132126.6	申請日：	2010-03-25
公開（公告）號：	CN101780657A	公開（公告）日：	2010-07-21
發明（設計）人：	左敦穩;康靜;孫玉利;趙云;祝曉亮;朱永偉;孫業斌	申請（專利權）人：	南京航空航天大學
主分類號：	B24B29/02	分類號：	B24B29/02
代理公司：	南京天華專利代理有限責任公司 32218	代理人：	瞿網蘭
地址：	210016***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	加載載荷均勻布置承載表面拋光裝置
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種精密加工裝置，尤其是拋光加工用加載裝置，具體地說是一種能使加載載荷均勻布置在承載器表面的拋光加載裝置。

背景技術

眾所周知，隨著IC制造技術的飛速發展，為了增大IC芯片的產量，降低制造成本，晶圓直徑越來越大。硅片直徑增大后，特征線寬越來越細，對硅片的平面度提出了更高的要求。通常要求每層的全局平整度不大于特征尺寸的2/3，如對于300mm硅片，則要求在300mm直徑范圍內的全局平面度小于等于87nm。因此必須尋求一種能夠實現全局平坦化的加工技術，而化學機械拋光(CMP)技術可以有效地實現硅片的全局平坦化，已成為超大規模集成電路制造中不可或缺的技術。

要獲得硅片表面的全局平坦化，硅片表面必須有均勻一致的材料去除率。由Preston方程可知，在拋光過程中，工件與拋光墊接觸區域內的材料去除取決于接觸區域的速度場及壓強分布。當拋光墊轉速和硅片轉速相同時，硅片上各點相對線速度相等，此時硅片的去除率主要取決于各處的應力分布。因此，解決拋光區域應力分布的問題成為化學機械拋光中平坦化技術的關鍵。為了使得拋光區域有均勻一致的材料去除率，工件表面要有均勻一致的應力分布，拋光設備的加載方式顯得尤為重要，有必要設計一種加載裝置可以使得工件表面的應力分布均勻。

現有拋光機的常用加載方式為汽缸加載，拋光時將汽缸壓頭直接作用于承載器表面，受汽缸壓頭集中力的影響，會使得工件各處應力分布不均。加工大尺寸工件時，這種應力分布不均的現象更為明顯。為了提高應力分布均勻性，有關拋光設備采用重物加載，該方法有利于應力分布的均勻性，但使得加載操作復雜，加載力的范圍也受到限制。

發明內容

本發明的目的是針現有的拋光機直接利用汽缸加載時存在加載力應力集中，影響拋光去除率的一致性的問題，設計一種能與現有的汽缸壓頭配套使用的加載裝置，可以使應力分布均勻，同時又具有汽缸加載操作方便，加載范圍廣等優點的能使加載載荷均勻布置在承載器表面的拋光加載裝置。

本發明的技術方案是：

一種能使加載載荷均勻布置在承載器表面的拋光加載裝置，包括支撐盤1，其特征是所述的支撐盤1相對于承載器的一面上至少安裝有三個加載盤2，所述的加載盤2的中心均勻布置在離支撐盤1中心距離為(1/(1+sin(π/n)))×R的圓周上，式中n為加載盤2的數量，R為承載器的半徑；所述加載盤2的半徑為sin(π/n)d，式中d是加載盤2的中心到支撐盤1的中心的距離；在所述加載盤2與承載器相接觸的一面上設有硅橡膠墊3，在支撐盤1的另一面上設有與加載裝置相配的凹槽6。

所述的凹槽6為球冠狀凹槽。

在所述的支撐盤1設有數量與加載盤2相同的減重孔7，所述的減重孔7均布在支撐盤1上并使整個加載裝置滿足動平衡要求。

所述的加載盤2的一面上設有螺桿，螺桿穿過支撐盤1并通過墊片5及螺母4固定在支撐盤1上。

本發明的有益效果：

1、本發明可以變汽缸壓頭的集中載荷為均布載荷，使得拋光過程中應力分布均勻，改善工件的平面度值。

2、本發明通過在加載盤底面粘貼一層硅橡膠墊，既實現了加載裝置與承載器連接，又保證了力分配的均勻性。該方法簡單可行，而且拋光后，加載裝置和承載器容易分離。

3、本發明結構小巧，加工工藝簡單。利用支撐盤這一結構，從工藝上易于保證加載盤在同一平面上。

4、本發明直接采用與汽缸頭相配的球冠狀凹槽作為壓力傳遞的接頭，可省去常規的止推軸承結構，具有連接結構簡單，連接和分開方便，成本低的優點。

附圖說明

圖1是本發明的拋光加載裝置的結構示意圖。

圖2是本發明的加載盤的結構示意圖。

圖3是汽缸壓頭直接加載加工后4英寸硅片表面沿徑向的等效應力分布圖。