CN102975112B - 一种在线可控抛光装置 - Google Patents
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Abstract
一种在线可控抛光装置，涉及一种化学机械抛光设备。设有浮动盘、伸缩架、引导滑块、调节滑块、可拆卸夹持工具、压电传感器、底座和电磁铁；所述浮动盘上设有6条滑槽，伸缩架顶端与引导滑块相连，引导滑块嵌入滑槽内，伸缩架底端与调节滑块相连，调节滑块嵌入滑槽内，引导滑块上装有可拆卸夹持工具，压电传感器固定于浮动盘表面，浮动盘嵌入底座内且底部4个角落装有电磁铁，底座内与其相对应的位置也分别装有电磁铁。克服了现有的抛光装置对工件的尺寸和表面要求严格等问题，通过尺寸调整结构和压电传感器控制系统的互相配合，可以根据工件的尺寸大小和表面形貌进行尺寸和压力调整，从而达到固定工件和保证工件表面受力实时均匀的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学机械抛光设备，尤其是涉及一种在线可控抛光装置。
背景技术
化学机械抛光技术(Chemical Mechanical polishing，简称CMP)是1965年由Monsanto提出来的，在磨盘和研磨料的作用下，先通过抛光浆料的化学作用使材料表面薄层软化，随后在磨料、磨盘及抛光布的机械作用下将其磨掉并带走，从而实现平坦化（[1]董伟.化学机械抛光技术研究现状及进展[J].制造技术与机床,2012,(07):93-97.）。主要应用于超大规模集成电路(ULSI)制造中，已成为半导体加工行业实现硅片全局平面化的实用技术和核心技术。随着超大规模集成电路的发展，硅片尺寸不断增大，其面型精度要求也越来越高，影响硅片面型精度的主要因素是硅片表面材料去除的非均匀性，而CMP存在的问题之一是基片表面材料去除非均匀性。杜家熙等研究表明抛光时接触压力分布非均匀性影响基片表面材料非均匀性（[2]杜家熙,苏建修,王占合,马利杰,康仁科,董伟.硬脆晶体基片化学机械抛光材料去除非均匀性形成机制研究[J].人工晶体学报,2012,(04):1130-1137.）。从当前的国外研究来看，解决工作载荷分布不均匀这一问题主要通过设计特殊结构努力使载荷分布完全均匀和采用补偿性多区域压力调整技术（[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.）。传统的抛光装置对工件的尺寸和表面要求严格，一个装置只能对应一种尺寸的工件，工件表面不均匀时会导致工作载荷分布不均匀极易造成工件飞出，影响抛光效果。
发明内容
本发明的目的在于针对现有的抛光装置对工件的尺寸和表面要求严格等问题，提供一种在线可控抛光装置。
本发明设有浮动盘、伸缩架、引导滑块、调节滑块、可拆卸夹持工具、压电传感器、底座和电磁铁；所述浮动盘上设有6条滑槽，伸缩架顶端与引导滑块相连，引导滑块嵌入滑槽内，伸缩架底端与调节滑块相连，调节滑块嵌入滑槽内，引导滑块上装有可拆卸夹持工具，压电传感器固定于浮动盘表面，浮动盘嵌入底座内且底部4个角落装有电磁铁，底座内与其相对应的位置也分别装有电磁铁。
本发明克服了现有的抛光装置对工件的尺寸和表面要求严格等问题，通过尺寸调整结构和压电传感器控制系统的互相配合，可以根据工件的尺寸大小和表面形貌进行尺寸和压力调整，从而达到固定工件和保证工件表面受力实时均匀的目的。
附图说明
图1是本发明实施例的结构组成示意图。
图2是本发明实施例的抛光机床原理图。
图3是本发明实施例的浮动盘与底座结构半剖图。
以下给出图1～3中的各主要部件的标记：
1—浮动盘，2—伸缩架，3—引导滑块，4—调节滑块，5—可拆卸夹持工具，6—压电传感器，7—底座，8—电磁铁，9—圆夹盘，10—抛光盘，11—工件。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的阐述。
如图1～3所示，本发明实施例的主要结构由浮动盘1、伸缩架2、引导滑块3、调节滑块4、可拆卸夹持工具5、压电传感器6、底座7、电磁铁8。其结构特点为浮动盘1上总共有六条滑槽，伸缩架2顶端与引导滑块3相连，引导滑块3嵌入滑槽内，伸缩架2底端与调节滑块4相连，调节滑块4也嵌入滑槽内，引导滑块3上装有可拆卸夹持工具5，压电传感器6固定于浮动盘1表面，浮动盘1嵌入底座7内且底部4个角落装有电磁铁8，底座7内与其相对应的位置也分别装有电磁铁8。通过尺寸调整结构和压电传感器控制系统的互相配合，就可以根据工件的尺寸大小和表面形貌进行尺寸和压力调整，从而达到固定工件和保证工件表面受力实时均匀的目的。
本发明的工作原理如下：
将工件11放置于浮动盘1中间，根据工件尺寸滑动调节滑块4以夹紧工件，需保证工件底部与压电传感器6接触，底座7通过螺钉固定于抛光机床的圆夹盘9下，圆夹盘9旋转带动底座7的旋转并下压，同时抛光机床驱动抛光盘10旋转，进行工件11的抛光。工作时，压电传感器6检测到工件11各个位置受到的实时压力信号，同时将该压力信号P转换为电信号输入到输出执行单元，控制浮动盘1和底座7内8个电磁铁8的磁力，使得上下两个电磁铁8之间互相排斥，调整浮动盘1的4个角的位置使得压电传感器6检测到的各个压力信号P都等于适宜值，从而使工件11表面受力均匀。
Claims (1)
1.一种在线可控抛光装置，其特征在于设有浮动盘、伸缩架、引导滑块、调节滑块、可拆卸夹持工具、压电传感器、底座和电磁铁；所述浮动盘上设有6条滑槽，伸缩架顶端与引导滑块相连，引导滑块嵌入滑槽内，伸缩架底端与调节滑块相连，调节滑块嵌入滑槽内，引导滑块上装有可拆卸夹持工具，压电传感器固定于浮动盘表面，浮动盘嵌入底座内且底部4个角落装有电磁铁，底座内与浮动盘底部4个角落相对应的位置也分别装有电磁铁。
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