[发明专利]一种用于对抛光垫进行修整的修整装置

说明书

技术领域

本专利涉及抛光设备技术领域，尤其是一种在化学机械抛光过程中用于对抛光垫抛光表面进行修整的修整装置。

背景技术

半导体器件制造业往往包含一个或多个紧随材料沉积于基体器件面后的抛光或平坦化步骤。抛光垫的抛光表面必须经常被修整或“粗糙化”以保持抛光或从基体表面去除沉积物质的效率。为此，一些装置已被开发以用来通过粗粒修整材料研磨抛光垫的抛光表面。

修整头可能适于为最终执行件产生或者传递扭矩以用来在抛光垫修整过程中旋转最终执行件和修整盘。此外，可能会产生一定的下压力，例如：在修整头处通过气动驱动，或通过一个悬臂，以保证一定程度的修整头和抛光垫之间相互的摩擦作用。

半导体制造工艺要求在抛光垫修整过程中更快的进行修整，更高的运行平稳度和长时间工作下的可靠性。因此，有必要研制在保证高精度的同时能提供良好的可控性和可靠性方法和装置。

有许多种修整器专利被公开。根据一些专利显示，让修整盘自转和在抛光垫表面往复移动(如可摆动悬臂转动)的原动件多采用电机加减速器并将外壳固定在机架上，两个减速电机输出轴共线，而修整头抬起或调节压力的原动件，如液压装置，往往跟随可摆动悬臂转动。根据另一些专利，在修整头处装自转电机，直接产生扭矩。这样的布置都容易产生许多的不确定因素，如液压装置在调压时不仅使下压力变化，其本身会影响摆动电机的运行平稳度；又如，直接在修整头处装电机产生扭矩，电机本身的振动对执行件运行平稳性的影响明显，并且在悬臂支点另一端安装电机势必使悬臂的负担很重。

发明内容

本发明提供了一种用于对抛光垫抛光表面进行修整的修整装置，其特征在于，自转电机8输出端与第二同步带轮6连接，并通过同步带7带动第一同步带轮5转动，第一同步带轮5中心处依次安装可旋转部件3、万向节2以及最终执行件1，最终执行件1由自转电机8通过同步带7驱动旋转，万向节2传递扭矩和下压力的同时实现修整盘14的自适应，保证修整盘14平行于抛光垫；在自转电机8下方设置摆动电机9，将自转电机8外壳与可摆动悬臂4在摆动支点处固连，摆动电机9驱动可摆动悬臂4带动最终执行件1在抛光垫表面径向做往复摆动；调节气缸11通过滚动导轨10与修整装置连接，调节气缸11调节压力实现修整时修整盘14上下微动以适应抛光垫旋转时的跳动并保持一定范围内的下压力，不修整时抬起修整盘14离开抛光垫。

所述滚动导轨10和气缸11的组合，在功能上提供最终执行件1的升降和对抛光垫的施压，并通过测气压得到下压力值；在结构上作为承载件，气缸11承受轴向的力，滚动导轨10承受其余的力、弯矩和扭矩，保证了运动的平稳性以及压力测量的精度。

所述可旋转悬臂4通过第一轴承12和第二轴承13将轴向力、径向力和弯矩传到滚动导轨10上，摆动电机9只输出扭矩，不承受轴向力、径向力和弯矩。

所述自转电机8与可旋转悬臂4固定连接。

本发明的有益效果为：力矩电机直接驱动同步带轮，通过同步带传动，一方面，省去了减速机，传动简单，不确定因素降低，传动平稳，可靠性强，且体积、重量大大减轻，从而使该原动部件结构上移至另外两个原动部件的上方变为可能；另一方面，使得旋转的力矩在上方传递，而不需要经过升降加压机构，同步带7的压轴力在整个过程中基本不变，从而使传动过程简单，不确定因素降低，传动平稳，可靠性强。本专利所述抛光垫修整器结构紧凑、平稳度高且可靠性强，可广泛应用于精密抛光设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中标号：

1-最终执行件；2-万向节；3-可旋转部件；4-可摆动悬臂；5-第一同步带轮；6-第二同步带轮；7-同步带；8-自转电机；9-摆动电机；10-滚动导轨；11-调节气缸；12-第一轴承；13-第二轴承；14-修整盘。

具体实施方式

本发明提供了一种用于对抛光垫抛光表面进行修整的修整装置，下面通过附图说明和具体实施方式对本发明做进一步说明。

图1为本发明的结构示意图。自转电机8输出端与第二同步带轮6连接，并通过同步带7带动第一同步带轮5转动，第一同步带轮5中心处依次安装可旋转部件3、万向节2以及最终执行件1，最终执行件1由自转电机8通过同步带7驱动旋转，万向节2传递扭矩和下压力的同时实现修整盘14的自适应，保证修整盘14平行于抛光垫。自转电机8直接驱动同步带轮5，通过第二同步带7传动，使修整头处重量减轻，减小了对悬臂支点的弯矩。