[实用新型]一种化学机械抛光机的抛光压力分区控制装置

说明书

本实用新型公开了一种化学机械抛光机的抛光压力分区控制装置，包括工件轴、工件盘、工件保持器，被抛光元件的下端面与抛光盘上端面接触，工件盘上设有抛光压力分区控制机构，抛光压力分区控制机构包括若干个竖直固定在工件盘内的气压缸、固定在气压缸的顶杆末端的压力传感器，压力传感器与被抛光元件的上端面接触，工件轴上轴向由上至下安装有分路器和多通道旋转接头，分路器的进口通过气管与可变起源的相连。与现有技术相比，本实用新型通过压力传感器实时采集抛光压力，再通过分散布置的气压缸对抛光压力进行分区控制，最终实现抛光压力的在线实时控制和分区控制，保证了元件的均匀去除和面形快速收敛，实现更高的加工精度。

技术领域

本实用新型涉及化学机械抛光设备，特别是一种化学机械抛光机的抛光压力分区控制装置。

背景技术

化学机械抛光技术通过磨粒-工件-加工环境之间的机械、化学作用，实现工件表面材料的微量去除，以获得超光滑，低损伤的加工表面。一般采用Preston公式表示化学机械抛光过程中的材料去除率，MRR＝KPV，其中V代表抛光元件的相对运动速率，P代表抛光压力，K是代表其他存在参数造成影响的一个系数。根据Preston公式，抛光压力P越大，材料去除率越高。

在化学机械抛光中，元件与抛光盘的接触一般是非均匀的，同时由于元件表面面形的起伏，导致抛光压力的不均匀分布，进而导致元件的非均匀去除，影响元件面形的收敛速度和加工精度。因此需要对抛光压力进行分区控制，以保证元件的均匀去除，实现更好的加工精度和更高的面形收敛速度。

目前市场上主流的化学机械抛光设备主要通过弹簧机构和工件轴上下运动控制抛光压力。弹簧机构一般置于工件与工件轴之间，弹簧机构用于压力的开环调节，需根据抛光效果进行人工调节，不能实现实时在线调节和分区调节。通过工件轴上下运动，带动工件，可对抛光压力进行调节，但是只能进行整体压力调节，并不能进行分区域调节。

发明内容

本实用新型的目的是要解决现有化学机械抛光设备的抛光压力分布不均和不易调节的问题，提供一种化学机械抛光机的抛光压力分区控制装置。

为达到上述目的，本实用新型是按照以下技术方案实施的：

一种化学机械抛光机的抛光压力分区控制装置，包括工件轴、固定在工件轴底部的工件盘以及设置于工件盘底部用于夹持被抛光元件的工件保持器，被抛光元件的下端面与抛光盘上端面接触，所述工件盘上设有抛光压力分区控制机构。

具体地，所述抛光压力分区控制机构包括若干个竖直固定在工件盘内的气压缸、固定在气压缸的顶杆末端的用于采集抛光盘对被抛光元件的抛光压力的压力传感器，压力传感器与被抛光元件的上端面接触，工件轴上轴向由上至下安装有分路器和多通道旋转接头，所述分路器的若干个出口分别于多通道旋转接头的若干个进口相连，多通道旋转接头的若干个出口分别通过气管与若干个气压缸的进气口相连，分路器的进口通过气管与可变起源的相连。

本实用新型的技术方案还包括上位机，上位机与可变气源和无线接收器相连，所述压力传感器通过无线接收器与上位机相连，压力传感器将采集的抛光盘对被抛光元件的抛光压力传送至上位机，上位机对采集到的不同位置的抛光压力进行判断，是否等于上位机中预先设定的抛光压力，若不同位置的抛光压力等于上位机中预先设定的抛光压力，上位机不向可变气源发送指令；压力传感器继续采集抛光压力；若其中一个或多个位置的抛光压力大于上位机中预先设定的抛光压力，上位机发送命令至可变气源对相应位置的气压缸进行减压；若其中一个或多个位置的抛光压力小于上位机中预先设定的抛光压力，上位机发送命令至可变气源对相应位置的气压缸进行加压。

优选地，所述上位机设有用于显示不同压力传感器采集的不同位置的抛光压力的显示屏。

优选地，所述气压缸至少设置为12个。