[发明专利]应用在晶圆化学机械平坦化设备中的抛光垫修整装置

权利要求书

1.一种应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于：该装置包括：机架、摆动电机、减速器、底板支撑轴、支撑底板、气动气囊、旋转电机、摆动臂、修整减速器、钻石轮；其中，气动气囊安装在摆动臂的一侧用于控制摆动臂抬升、下降，修整减速器安装在摆动臂另一侧，修整减速器下端装有钻石轮，旋转电机通过传动机构带动钻石轮旋转；摆动电机安装在机架内，摆动电机上端与减速器连接；摆动臂、气动气囊、旋转电机、修整减速器、钻石轮构成一个整体通过支撑底板和底板支撑轴安装于减速器上，并通过摆动电机和减速器的驱动进行整体的摆动运动。

2.根据权利要求1所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，摆动臂上设有杠杆支撑轴，杠杆支撑轴固定于支撑底板上，利用杠杆机构并通过对气动气囊充气以带动摆动臂抬升、下降及对抛光台施加修整力。

3.根据权利要求2所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，气动气囊包括上气动气囊和下气动气囊，上气动气囊通过固定架固定于摆动臂的上侧并连接摆动臂，下气动气囊固定于支撑底板上并连接摆动臂的下侧。

4.根据权利要求1-3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，该装置还包括接近传感器，用于使控制系统自动识别摆动臂处于抬升或下降状态。

5.根据权利要求1-3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，旋转电机通过钢丝软轴带动钻石轮旋转并远离钻石轮设置。

6. 根据权利要求1-3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，旋转电机外部安装有不锈钢护罩。

7. 根据权利要求1-3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，修整减速器下设有十字球头结构，钻石轮安装在十字球头结构上。

8.根据权利要求1-3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置，其特征在于，减速器采用法兰盘式减速器，减速器上安装有光电传感器和两个挡片，以实现摆动臂在抛光台边缘及在抛光台中间位置的限位作用。

9.根据权利要求3所述的应用在晶圆化学机械平坦化（CMP）设备中的抛光垫修整装置的修整方法，具体如下：首先，上气动气囊缓慢充气，通过杠杆机构使得摆动臂抬升一定高度，在摆动电机和减速器作用下将修整减速器从抛光台边缘旋转到抛光台中心，此时旋转电机带动钻石轮旋转；然后，上气动气囊缓慢放气，下气动气囊缓慢充气，使得修整钻石轮紧紧压在抛光垫上，同时保证钻石轮正面与抛光台保持平行状态，对下气动气囊充以适当的压缩空气就可以实现该修整装置对抛光垫的压力修整，从而完成摆动臂抬升—旋转—下降—摆动修整—抬升—旋转—下降的整个抛光垫修整过程。

10.一种控制抛光垫修整器下压力大小的气动控制系统，其特征在于，包括：双作用气缸、两位五通电磁换向阀、第一和第二单向节流阀、第一和第二气压调节器、气压传感器，其中，双作用气缸的两侧缸体分别通过管路连接第一和第二单向节流阀的输出端，第一单向节流阀的输入端通过管路连接第一气压调节器的输出端，第一单向节流阀和第一气压调节器间的管路上还设有气压传感器，第二单向节流阀的输入端连接两位五通电磁换向阀的输出端，两位五通电磁换向阀的一个输入端连接第二气压调节器的输出端，第一和第二气压调节器的输入端连同两位五通电磁换向阀的另一个输入端合并为一路连接输气端。