[發明專利]一種在線可控拋光裝置

有效

• 申請號: 201210568634.8
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN102975112A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 郭隱彪;吳沿鵬;楊煒;葉卉
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: B24B37/04
• 分類號: B24B37/04;B24B37/005
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種化學機械拋光設備，尤其是涉及一種在線可控拋光裝置。

背景技術

化學機械拋光技術(Chemical?Mechanical?polishing，簡稱CMP)是1965年由Monsanto提出來的，在磨盤和研磨料的作用下，先通過拋光漿料的化學作用使材料表面薄層軟化，隨后在磨料、磨盤及拋光布的機械作用下將其磨掉并帶走，從而實現平坦化（[1]董偉.化學機械拋光技術研究現狀及進展[J].制造技術與機床,2012,(07):93-97.）。主要應用于超大規模集成電路(ULSI)制造中，已成為半導體加工行業實現硅片全局平面化的實用技術和核心技術。隨著超大規模集成電路的發展，硅片尺寸不斷增大，其面型精度要求也越來越高，影響硅片面型精度的主要因素是硅片表面材料去除的非均勻性，而CMP存在的問題之一是基片表面材料去除非均勻性。杜家熙等研究表明拋光時接觸壓力分布非均勻性影響基片表面材料非均勻性（[2]杜家熙,蘇建修,王占合,馬利杰,康仁科,董偉.硬脆晶體基片化學機械拋光材料去除非均勻性形成機制研究[J].人工晶體學報,2012,(04):1130-1137.）。從當前的國外研究來看，解決工作載荷分布不均勻這一問題主要通過設計特殊結構努力使載荷分布完全均勻和采用補償性多區域壓力調整技術（[3]J.Luo,D.A.Domfeld.Material?removal?mechanism?in?chemical?mechanical?polishing:Theory?and?modeling[C].IEEE?Trans.Semi?conduct.Manufact,2001,41(2):112-133.）。傳統的拋光裝置對工件的尺寸和表面要求嚴格，一個裝置只能對應一種尺寸的工件，工件表面不均勻時會導致工作載荷分布不均勻極易造成工件飛出，影響拋光效果。

發明內容

本發明的目的在于針對現有的拋光裝置對工件的尺寸和表面要求嚴格等問題，提供一種在線可控拋光裝置。

本發明設有浮動盤、伸縮架、引導滑塊、調節滑塊、可拆卸夾持工具、壓電傳感器、底座和電磁鐵；所述浮動盤上設有6條滑槽，伸縮架頂端與引導滑塊相連，引導滑塊嵌入滑槽內，伸縮架底端與調節滑塊相連，調節滑塊嵌入滑槽內，引導滑塊上裝有可拆卸夾持工具，壓電傳感器固定于浮動盤表面，浮動盤嵌入底座內且底部4個角落裝有電磁鐵，底座內與其相對應的位置也分別裝有電磁鐵。

本發明克服了現有的拋光裝置對工件的尺寸和表面要求嚴格等問題，通過尺寸調整結構和壓電傳感器控制系統的互相配合，可以根據工件的尺寸大小和表面形貌進行尺寸和壓力調整，從而達到固定工件和保證工件表面受力實時均勻的目的。

附圖說明

圖1是本發明實施例的結構組成示意圖。

圖2是本發明實施例的拋光機床原理圖。

圖3是本發明實施例的浮動盤與底座結構半剖圖。

以下給出圖1～3中的各主要部件的標記：

1—浮動盤，2—伸縮架，3—引導滑塊，4—調節滑塊，5—可拆卸夾持工具，6—壓電傳感器，7—底座，8—電磁鐵，9—圓夾盤，10—拋光盤，11—工件。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的闡述。

如圖1～3所示，本發明實施例的主要結構由浮動盤1、伸縮架2、引導滑塊3、調節滑塊4、可拆卸夾持工具5、壓電傳感器6、底座7、電磁鐵8。其結構特點為浮動盤1上總共有六條滑槽，伸縮架2頂端與引導滑塊3相連，引導滑塊3嵌入滑槽內，伸縮架2底端與調節滑塊4相連，調節滑塊4也嵌入滑槽內，引導滑塊3上裝有可拆卸夾持工具5，壓電傳感器6固定于浮動盤1表面，浮動盤1嵌入底座7內且底部4個角落裝有電磁鐵8，底座7內與其相對應的位置也分別裝有電磁鐵8。通過尺寸調整結構和壓電傳感器控制系統的互相配合，就可以根據工件的尺寸大小和表面形貌進行尺寸和壓力調整，從而達到固定工件和保證工件表面受力實時均勻的目的。

本發明的工作原理如下：

將工件11放置于浮動盤1中間，根據工件尺寸滑動調節滑塊4以夾緊工件，需保證工件底部與壓電傳感器6接觸，底座7通過螺釘固定于拋光機床的圓夾盤9下，圓夾盤9旋轉帶動底座7的旋轉并下壓，同時拋光機床驅動拋光盤10旋轉，進行工件11的拋光。工作時，壓電傳感器6檢測到工件11各個位置受到的實時壓力信號，同時將該壓力信號P轉換為電信號輸入到輸出執行單元，控制浮動盤1和底座7內8個電磁鐵8的磁力，使得上下兩個電磁鐵8之間互相排斥，調整浮動盤1的4個角的位置使得壓電傳感器6檢測到的各個壓力信號P都等于適宜值，從而使工件11表面受力均勻。