CN106956211A - 一种单面抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种单面抛光装置，包括下抛光盘和设在该下抛光盘内的游星轮，下抛光盘通过下转轴与驱动机构连接，游星轮内设有用于放置待抛光材料的通孔，所述游星轮的通孔中活动放置有压住待抛光材料的压重块，该压重块上装设有压重控制系统，该压重控制系统包括竖杆、横杆和上旋转轴，竖杆的下端与压重块连接、上端与横杆一端连接，横杆另一端与上旋转轴连接。本发明通过压重控制系统，调节压重块的位置与重心，来控制待抛光材料的抛光表面各处的压力值，从而得到良好的抛光后表面质量。

Description

一种单面抛光装置
技术领域
本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种高表面质量的单面抛光装置。
背景技术
随着半导体领域，特别是短波段光学、超大规模集成电路等领域的发展，对元件的表面粗糙度（RMS）及总厚度变化（TTV）要求极为苛刻：需要表面粗糙度小于几个纳米、尽可能小的表层和亚表层损伤、表面残余应力极小、晶体表面具有完整的晶体结构、一定尺寸范围内的厚度差小于几个微米，从而出现一系列的表面加工技术和方法。其中单面抛光就是常用技术之一。中国专利CN 103551957 A 提到，目前单面抛光技术所采用的单面抛光机，由于抛光盘与研磨上盘在工作时不同半径线速度不一样，造成内外的厚度不一致，从而影响晶片的表面质量。中国专利CN 103158054 A通过在双面研磨抛光机上改进晶片的放置方式和在游星轮上设置压重块两种方法，解决了内外晶片线速度不一致的问题，且实现了在双面研磨抛光机中进行单面抛光的功能；但该专利中只是在游星轮上设置压重块，没有进一步的其他机构进行限制，由于压重块的位置不可能全程都处于晶体材料的中心位置，因此不能保证晶体的抛光表面各处压力大小一致，从而最终晶片的TTV参数难以控制。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种单面抛光装置，通过压重控制系统，调节压重块的位置与重心，来控制待抛光材料的抛光表面各处的压力值，从而得到良好的抛光后表面质量。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种单面抛光装置，包括下抛光盘和设在该下抛光盘内的游星轮，下抛光盘通过下转轴与驱动机构连接，游星轮内设有用于放置待抛光材料的通孔，所述游星轮的通孔中活动放置有压住待抛光材料的压重块，该压重块上装设有压重控制系统，该压重控制系统包括竖杆、横杆和上旋转轴，竖杆的下端与压重块连接、上端与横杆一端连接，横杆另一端与上旋转轴连接。
所述竖杆与压重块为活动连接或者固定连接。
所述横杆与上旋转轴为活动连接或者固定连接。
所述竖杆与横杆为固定连接。
所述竖杆与下抛光盘表面之间的夹角大于0度小于等于90度。
所述横杆与下抛光盘表面之间的夹角大于等于0度小于90度。
所述压重控制系统设置一个、两个或者两个以上的数量； 当压重控制系统设置两个或者两个以上的数量时，各压重控制系统由上往下依次连接，且下一个压重控制系统的横杆与相邻上一个压重控制系统的竖杆活动连接或者固定连接，最上一个压重控制系统的竖杆与上旋转轴连接。
所述竖杆和横杆均至少设置一根。
所述游星轮至少设置一个，游星轮上的通孔至少设置一个。
所述游星轮与下抛光盘之间为啮合连接。
所述下抛光盘的中心设有齿轮且通过该齿轮与游星轮啮合连接。
本发明通过压重控制系统，调节压重块的位置与重心，来控制待抛光材料的抛光表面各处的压力值，从而得到良好的抛光后表面质量，具体为：
1. 单面研磨抛光过程可控，抛光后的表面质量提高显著。
2. 增加压重控制系统，可以使双面研磨抛光设备实现单面抛光的功能，降低设备购置成本。
3.该装置可实现抛光过程的无蜡工艺，其抛光的表面不存在蜡的污染。
附图说明
附图1为本发明局部剖面结构示意图；
附图2为本发明实施例一的立体结构示意图；
附图3为本发明实施例二的局部剖面结构示意图；
附图4为本发明去除压重控制系统后的结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本发明作进一步的描述。
如附图1和4所示，本发明揭示了一种单面抛光装置，包括下抛光盘11和设在该下抛光盘11内的游星轮12，下抛光盘11通过下转轴15与驱动机构连接，游星轮12内设有用于放置待抛光材料2的通孔13，所述游星轮的通孔中活动放置有压住待抛光材料的压重块4，该压重块4上装设有压重控制系统，该压重控制系统包括竖杆51、横杆52和上旋转轴14，竖杆51的下端与压重块4连接、上端与横杆52一端连接，横杆52另一端与上旋转轴14连接。游星轮12至少设置一个，游星轮12上的通孔13至少设置一个。游星轮与下抛光盘之间为啮合连接，下抛光盘的中心设有齿轮且通过该齿轮与游星轮啮合连接。下抛光盘转动时带动游星轮相对转动。该下抛光盘和游星轮之间的装配结构为本领域技术人员的公知常识，在此不再详细赘述。压重块的端面面积小于通孔的端口面积，保证压重块能够完全活动的放置在通孔内。
其中，竖杆51与压重块4为活动连接或者固定连接。活动连接时，压重块可绕竖杆51保持可以自由转动。横杆52与上旋转轴14为活动连接或者固定连接。竖杆51与横杆52为固定连接。
另外，竖杆51与下抛光盘11表面之间的夹角大于0度小于等于90度。横杆52与下抛光盘11表面之间的夹角大于等于0度小于90度。而且，竖杆和横杆均至少设置一根。当具有多根竖杆时，各根竖杆可以保持同一角度连接，或者各个竖杆具有不同的角度分别上下连接。横杆具有多根时，也可以左右方向保持连接，各根横杆可以为同一角度或者不同角度。
所述压重控制系统设置一个、两个或者两个以上的数量；当压重控制系统设置两个或者两个以上的数量时，各压重控制系统由上往下依次连接，且下一个压重控制系统的横杆与相邻上一个压重控制系统的竖杆活动连接或者固定连接，最上一个压重控制系统的竖杆与上旋转轴连接。
如附图4所示，共在下抛光盘11内设置三个游星轮12，每个游星轮12上设置五个通孔13。而如附图2所示，则在每个游星轮12上设置三个通孔13，下抛光盘内设置三个游星轮。
另外，如实施例一，附图2所示，在下抛光盘11内共设置三个游星轮12，每一个游星轮12分别与下抛光盘11和下转轴15啮合连接，可以在下转轴上装接一个齿轮便于连接。每个游星轮12内设置三个通孔13，另外设置两个压重控制系统，两个压重控制系统上下依次连接。为了便于描述，该两个压重控制系统由上往下分别为上级的压重控制系统32和下级的压重控制系统31。压重控制系统31的竖杆312与压重块4活动连接，并且该竖杆312与下抛光盘11的表面之间的夹角为90度，压重控制系统31的横杆311与下抛光盘11的表面之间的夹角为0度并且与压重控制系统32的竖杆322活动连接。压重控制系统32的横杆321与上旋转轴14活动连接。同时压重控制系统32的竖杆322与下抛光盘11的表面之间的夹角为90度，压重控制系统32的横杆321与下抛光盘11的表面之间的夹角为0度。
在实施例一中，在单面研磨抛光过程中，下抛光盘11朝顺时针或逆时针的方向旋转，游星轮12以下抛光盘11的圆心为中心存在公转且以自己的圆形为中心存在自转，待抛光材料2在游星轮12的限制下与下抛光11存在相对的滑动；下级的压重控制系统31以上级的压重控制系统32的竖杆为中心存在旋转，下级的压重控制系统32以上转轴14为中心也存在旋转。在两个压重控制系统的调节下，压重块4的位置与重心得到了精确的控制，从而待抛光材料2的被抛光表面经过抛光后具有较高的表面质量。
实施例二，如附图3所示，只设置一个压重控制系统，该压重控制系统具有竖杆61和横杆62，其中竖杆具有两个，分别为竖杆611和竖杆612，其中竖杆611竖直向下与下抛光盘11的表面之间的夹角为90度，竖杆612与下抛光盘11的表面之间的夹角为锐角，该两个竖杆以一个倾斜角度连接固定，该倾斜角度可以根据实际需要灵活设定。横杆62与上旋转轴14活动连接，最下方的竖杆611与压重块4活动连接。
在单面研磨抛光过程中，下抛光盘11朝顺时针或逆时针的方向旋转，游星轮12以下抛光盘11的圆心为中心存在公转且以自己的圆形为中心存在自转，待抛光材料2在游星轮12的限制下与下抛光盘11存在相对的滑动；压重控制系统以上旋转轴14为中心存在旋转，竖杆611和竖杆612的夹角可按需调节。在压重控制系统的调节下，压重块4的位置与重心得到了精确的控制，从而待抛光材料2的被抛光表面经过抛光后具有很高的表面质量。
需要说明的是，以上所述并非是对本发明技术方案的限定，在不脱离本发明的创造构思的前提下，任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单面抛光装置，包括下抛光盘和设在该下抛光盘内的游星轮，下抛光盘通过下转轴与驱动机构连接，游星轮内设有用于放置待抛光材料的通孔，其特征在于，所述游星轮的通孔中活动放置有压住待抛光材料的压重块，该压重块上装设有压重控制系统，该压重控制系统包括竖杆、横杆和上旋转轴，竖杆的下端与压重块连接、上端与横杆一端连接，横杆另一端与上旋转轴连接。
2.根据权利要求1所述的单面抛光装置，其特征在于，所述竖杆与压重块为活动连接或者固定连接。
3.根据权利要求1所述的单面抛光装置，其特征在于，所述横杆与上旋转轴为活动连接或者固定连接。
4.根据权利要求1所述的单面抛光装置，其特征在于，所述竖杆与横杆为固定连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的单面抛光装置，其特征在于，所述竖杆与下抛光盘表面之间的夹角大于0度小于等于90度。
6.根据权利要求5所述的单面抛光装置，其特征在于，所述横杆与下抛光盘表面之间的夹角大于等于0度小于90度。
7.根据权利要求6所述的单面抛光装置，其特征在于，所述压重控制系统设置一个、两个或者两个以上的数量；
当压重控制系统设置两个或者两个以上的数量时，各压重控制系统由上往下依次连接，且下一个压重控制系统的横杆与相邻上一个压重控制系统的竖杆活动连接或者固定连接，最上一个压重控制系统的竖杆与上旋转轴连接。
8.根据权利要求7所述的单面抛光装置，其特征在于，所述竖杆和横杆均至少设置一根。
9.根据权利要求8所述的单面抛光装置，其特征在于，所述游星轮至少设置一个，游星轮上的通孔至少设置一个。
10.根据权利要求9所述的单面抛光装置，其特征在于，所述游星轮与下抛光盘之间为啮合连接。
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