CN109318121A - 集成式晶圆抛光主轴 - Google Patents
集成式晶圆抛光主轴 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109318121A CN109318121A CN201811468940.8A CN201811468940A CN109318121A CN 109318121 A CN109318121 A CN 109318121A CN 201811468940 A CN201811468940 A CN 201811468940A CN 109318121 A CN109318121 A CN 109318121A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shaft
- main shaft
- rubbing head
- integrated form
- drive device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000005498 polishing Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003754 machining Methods 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 241000233855 Orchidaceae Species 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000007521 mechanical polishing technique Methods 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 241000486406 Trachea Species 0.000 description 1
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013517 stratification Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 210000003437 trachea Anatomy 0.000 description 1
- 238000007514 turning Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B41/00—Component parts such as frames, beds, carriages, headstocks
- B24B41/04—Headstocks; Working-spindles; Features relating thereto
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种集成式晶圆抛光主轴,包括壳体、位于壳体内部的转轴、位于转轴两端设置轴承、旋转驱动装置。转轴通过抛光头过渡法兰将转矩传递到抛光头上,旋转驱动装置位于壳体的内部,旋转驱动装置可以传递转矩带动转轴旋转,转轴的内部含输气通道,以输送抛光头内部需要的气体。本发明能够解决现有技术中主轴结构不够紧凑以及转子和法兰一体化设计带来的内部气路通道加工工艺复杂的问题,同时主轴内部设有传输气路,以简化主轴加工工艺,压缩主轴成本。
Description
技术领域
本发明属于磨削或抛光装置技术领域,具体涉及一种半导体晶圆抛光主轴装置,包括内部的气路结构和内置旋转驱动。
技术背景
随着半导体行业的飞速发展,集成电路的特征尺寸不断趋于微细化,因此半导体薄膜表面的高平坦化对器件的高性能、低成本、高成品率有着重要的影响。
化学机械平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)技术是化学作用和机械作用相结合的技术。其工作原理是,首先工件表面材料与抛光液中的氧化剂、催化剂等发生化学反应,生成一层相对容易去除的软质层,然后在抛光液中的磨料和抛光垫的机械作用下去除该软质层,使工件表面重新裸露出来,随后再进行化学反应,藉此在化学作用过程和机械作用过程的交替进行中完成工件表面抛光。
目前,化学机械抛光技术已经发展成集在线量测、在线终点检测、清洗等技术于一体的化学机械抛光技术是集成电路向微细化、多层化、薄型化、平坦化工艺发展的产物。同时也是晶圆由200mm向300mm乃至更大直径过渡、提高生产率、降低制造成本、衬底全局平坦化所必需的工艺技术。
一个典型的化学机械平坦化设备通常包括多个抛光单元以及清洗、晶圆运输、干燥等辅助装置。抛光单元通常包括工作台、抛光盘、抛光头、抛光臂、修整器、抛光液臂等,抛光盘、抛光头、抛光臂、修整器、抛光液臂按照工艺加工位置布置在工作台上。
在抛光晶圆作业时,需频繁地用一个专用的抛光头对晶圆进行吸取和分区域施压,并带动晶圆旋转。这样就需要有一个旋转轴并且内部须要有输气通道。
现有技术中,主轴是用弹性联轴器连接旋转轴端面和主轴上端的电机,旋转轴通过轴承嵌套在主轴壳体中,带动主轴旋转。但这种主轴结构不够紧凑,因为旋转驱动位于主轴的上部,这样的传动结构会导致主轴上部空间机构庞大而使设备整体高度增加。而且旋转驱动内含的轴承会和主轴所装载的轴承重复,这样就会造成结构的重复。
另外,由于现有主轴的转子和法兰通常是一体化设计,所以法兰和主轴转子而法兰直径大于主轴转子直径,导致在加工时会造成材料的浪费,同时这种一体式设计会导致内部气路通道加工工艺复杂,加工成本也比较高。
发明内容
本发明针对上述主轴结构不够紧凑以及转子和法兰一体化设计带来的内部气路通道加工工艺复杂问题提出一种紧凑的晶圆抛光主轴结构,同时内部又有传输的气路,以简化主轴加工工艺,压缩主轴成本。
为解决上述技术问题,本发明提出的解决方案为一种集成式晶圆抛光主轴,包括壳体、位于壳体内部的转轴、位于转轴两端的轴承、旋转驱动装置。转轴通过抛光头过渡法兰将转矩传递到抛光头上,旋转驱动装置位于壳体的内部,旋转驱动装置可以传递转矩带动转轴旋转,转轴的内部含输气通道,以输送抛光头内部需要的气体。
其中,上述输气通道和转轴以及抛光头过渡法兰是分离的。
转轴顶部设置旋转接头,其通过输气通道和抛光头过渡法兰输送抛光头内部需要的压缩空气。
上述输气通道可以是刚性结构或柔性结构。
如果是刚性结构,可以采用诸如内部含有通道的轴或独立的钢性管道的方式。
如果是柔性结构,可以选用气管。
上述旋转驱动装置可以通过键、法兰或抱紧的方式或其他本领域常见的技术带动转轴旋转。
为限制轴承的轴向窜动,在轴承的上方设置轴承上压盖。
与现有技术相比,本发明具有以下有益技术效果:
1,本发明的旋转驱动装置位于主轴壳体的内部,通过键、法兰或抱紧的方式带动转轴旋转,主轴结构紧凑,因此可以克服通常采用的因为旋转驱动位于主轴的上部而导致的主轴上部空间机构庞大而使设备整体高度增加的缺陷。
2,旋转接头通过柔性输送方式或者刚性输送方式将压缩空气输送到抛光头过渡法兰相应的气孔,输气通道和转轴以及抛光头过渡法兰是分离的,因此可以有效克服法兰和主轴转子一体式设计造成的材料浪费,避免内部气路通道加工工艺的复杂化。
3,可以根据实际的需要选择柔性通道或刚性通道,向抛光头内部输送需要的压缩空气,系统的配置更加灵活。
说明书附图
图1为本发明主轴实施例一的主要结构剖视示意图;
图2为本发明主轴实施例二的主要结构剖视示意图;
图中使用的附图标记的含义:1.转轴,2.轴承,3.壳体,4.旋转驱动装置,5.抛光头过渡法兰,6.轴承上压盖,7.输气通道,8.旋转接头,9.柔性通道旋转接头过渡法兰,10.刚性通道旋转接头过渡法兰,11.气管,12.气管接头。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
如图1和2所示,本发明的主轴的结构包含转轴1、轴承2、壳体3、旋转驱动装置4、抛光头过渡法兰5、轴承上压盖6、输气通道7、旋转接头8、柔性通道旋转接头过渡法兰9、刚性通道旋转接头过渡法兰10。
本发明的旋转驱动装置4位于主轴的壳体3的内部,通过键、法兰或抱紧的方式带动转轴1旋转,即旋转驱动装置4通过键、法兰配合与转轴1连接,以带动转轴1旋转,或者旋转驱动装置4通过抱紧转轴1与其连接,以带动转轴1旋转。本发明主轴结构紧凑,因此可以克服通常采用的因为旋转驱动装置位于主轴的上部而导致的主轴上部空间机构庞大而使设备整体高度增加的缺陷。
旋转接头8通过端面螺钉连接柔性通道旋转接头过渡法兰9,或通过端面螺钉连接刚性通道旋转接头过渡法兰10。柔性通道旋转接头过渡法兰9或刚性通道旋转接头过渡法兰10通过螺纹或者螺钉和转轴1连接,旋转接头8通过采用柔性输送方式或者采用刚性输送方式的输气通道7将压缩空气输送到抛光头过渡法兰5相应的气孔,其中该输气通道7设置在转轴1的内部。
本发明中的输气通道7、转轴1和抛光头过渡法兰5,三者之间并非如现有技术采用一体化设计,而是相互独立设置并通过连接后组合构成。具体的,输气通道7设置在转轴1的内部,且与抛光头过渡法兰5的气孔连接。
为便于本领域的技术人员实施本发明,现提供以下两个实施例。
实施例一:如图1所示,本主轴的结构由旋转驱动装置4通过键、法兰或抱紧的方式带动转轴1旋转,转轴1通过抛光头过渡法兰5将转矩传递到抛光头上。旋转接头8置于转轴1的顶部,通过柔性通道旋转接头过渡法兰9向设置在转轴1内部的气管11和气管接头12输送压缩空气,并经由抛光头过渡法兰5输送至抛光头内部,提供抛光头内部需要的压缩空气。壳体3的两端安装有轴承,并通过轴承上压盖6限制轴承2的轴向窜动来保证转轴1的刚性。
在本实施例中,所述的输气通道7采用柔性结构实现,例如采用上述的气管11并配合气管接头12实现。
实施例二:如图2所示,本主轴的结构由旋转驱动装置4通过键、法兰或抱紧的方式传递转矩带动转轴1旋转,然后转轴1通过抛光头过渡法兰5将转矩传递到抛光头上,置于转轴1顶部的旋转接头8通过刚性通道旋转接头过渡法兰10向设置在转轴1内部的输气通道7输送压缩空气,并经由抛光头过渡法兰5输送至抛光头内部,提供抛光头内部所需的压缩空气。壳体3的两端安装有轴承2,并通过轴承上压盖6限制轴承2的轴向窜动来保证转轴1的刚性。
在本实施例中,所述的输气通道7采用刚性结构实现,例如采用内部含有通道的轴或独立的钢性管道实现。
以上具体实施方式的描述并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种集成式晶圆抛光主轴,包括壳体(3)、位于壳体内部的转轴(1)、位于转轴(1)两端的轴承(2)、旋转驱动装置(4),转轴(1)通过抛光头过渡法兰(5)将转矩传递到抛光头上,其特征在于,所述旋转驱动装置(4)位于壳体(3)内部,旋转驱动装置(4)传递转矩带动转轴(1)旋转,转轴(1)内部含输气通道(7),输送抛光头内部需要的气体。
2.如权利要求1所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述输气通道(7)、转轴(1)以及抛光头过渡法兰(5)是相互独立分离设置的。
3.如权利要求1所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,转轴(1)的顶部设置旋转接头(8),其通过输气通道(7)和抛光头过渡法兰(5)输送抛光头内部需要的压缩空气。
4.如权利要求1所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述输气通道(7)是刚性结构或柔性结构。
5.如权利要求4所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述刚性结构是内部含有通道的轴或独立的钢性管道。
6.如权利要求4所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述柔性结构为气管。
7.如权利要求1所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述旋转驱动装置(4)通过键、法兰或抱紧的方式带动转轴(1)旋转。
8.如权利要求1所述的集成式晶圆抛光主轴,其特征在于,所述轴承(2)的上方设置轴承上压盖(6),以限制轴承的轴向窜动。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811468940.8A CN109318121A (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 集成式晶圆抛光主轴 |
CN201910444121.8A CN110091251A (zh) | 2018-12-04 | 2019-05-24 | 一种集成式晶圆抛光主轴 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201811468940.8A CN109318121A (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 集成式晶圆抛光主轴 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109318121A true CN109318121A (zh) | 2019-02-12 |
Family
ID=65256779
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811468940.8A Pending CN109318121A (zh) | 2018-12-04 | 2018-12-04 | 集成式晶圆抛光主轴 |
CN201910444121.8A Pending CN110091251A (zh) | 2018-12-04 | 2019-05-24 | 一种集成式晶圆抛光主轴 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910444121.8A Pending CN110091251A (zh) | 2018-12-04 | 2019-05-24 | 一种集成式晶圆抛光主轴 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (2) | CN109318121A (zh) |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3818449A1 (de) * | 1988-05-31 | 1989-12-07 | Letay Gabriel Dipl Ing | Arbeitsspindel fuer hohe biegebelastung und drehmomentmessung durch torsion |
DE29520427U1 (de) * | 1995-12-22 | 1996-02-08 | Deckel Maho Gmbh | Spindeleinheit für Werkzeugmaschinen |
CN101190459B (zh) * | 2006-12-01 | 2010-12-01 | 王昇辉 | 内藏式马达主轴 |
CN101342681B (zh) * | 2008-08-28 | 2010-11-03 | 中国电子科技集团公司第四十五研究所 | 抛光头 |
CN101972988B (zh) * | 2010-06-28 | 2012-05-16 | 清华大学 | 一种抛光垫修整头 |
CN102672549A (zh) * | 2012-03-23 | 2012-09-19 | 辽宁科技大学 | 大曲面磁力研磨抛光装置 |
CN104551981B (zh) * | 2014-12-24 | 2017-01-25 | 上海交通大学 | 精密磨削与检测一体化电主轴 |
CN204954539U (zh) * | 2015-08-31 | 2016-01-13 | 泰安海纳轴研科技有限公司 | 用于玻璃磨削的主轴电机装置 |
CN207171794U (zh) * | 2017-04-30 | 2018-04-03 | 东莞市玮明实业有限公司 | 一种抛光研磨设备的多头主轴结构 |
CN207387400U (zh) * | 2017-09-26 | 2018-05-22 | 广州市锐恒科技有限公司 | 一种高效抛光研磨复合主轴 |
-
2018
- 2018-12-04 CN CN201811468940.8A patent/CN109318121A/zh active Pending
-
2019
- 2019-05-24 CN CN201910444121.8A patent/CN110091251A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110091251A (zh) | 2019-08-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106471608B (zh) | 用于多区域的化学机械平坦化研磨头的可配置压力设计 | |
CN105598833A (zh) | 一种新型盘式柔性砂轮加工工具 | |
CN109318121A (zh) | 集成式晶圆抛光主轴 | |
JPH11150093A (ja) | デバイス付きウェーハのプラナリゼーションポリッシング方法及びその装置 | |
JP2018142616A (ja) | ウエハ加工装置 | |
JPS63300858A (ja) | 空気軸受式ワ−クホルダ | |
WO2002070196A1 (fr) | Procede et appareil d'usinage de face de joint d'une piece | |
CN106863107A (zh) | 化学机械抛光系统和用于抛光晶圆的方法 | |
KR101723848B1 (ko) | 화학 기계적 연마장치 및 그 제어방법 | |
CN206010789U (zh) | 一种气动抛光磨头结构 | |
JP5415737B2 (ja) | 研磨装置 | |
CN206464976U (zh) | 化学机械抛光用的游星轮 | |
CN110052950A (zh) | 一种晶圆抛光主轴的密封结构 | |
CN107471113B (zh) | 研磨垫修整器及研磨垫修整方法 | |
JP4163468B2 (ja) | 組立ロータリージョイント | |
KR100776564B1 (ko) | 화학적 기계적 연마장비의 구동장치 | |
CN201175869Y (zh) | 一种外置式带有气囊抛光头的手持式电动抛光工具 | |
CN206875014U (zh) | 一种360度无限制旋转分气机构 | |
KR101537157B1 (ko) | 연마패드 드레싱 장치 | |
CN108274329A (zh) | 汽车配件去毛刺装置 | |
CN220279218U (zh) | 一种阀体加工用研磨机 | |
KR20050015229A (ko) | 컨디셔너 캐리어용 복합운동기구가 구비된 반도체 웨이퍼표면연마장비 | |
CN210010850U (zh) | 偏心打磨装置 | |
CN206614364U (zh) | 液相色谱专用磨管器 | |
CN102320029B (zh) | 化学机械研磨装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190212 |
|
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |