CN114454095A

CN114454095A - 一种用于抛光垫的修整装置

Info

Publication number: CN114454095A
Application number: CN202210055038.3A
Authority: CN
Inventors: 郑宗浩; 李伟; 周博伦; 尹影
Original assignee: Beijing Semicore Microelectronics Equipment Co Ltd
Current assignee: Beijing Semicore Microelectronics Equipment Co Ltd
Priority date: 2022-01-18
Filing date: 2022-01-18
Publication date: 2022-05-10

Abstract

本发明提供的一种用于抛光垫的修整装置，属于抛光技术领域，包括：基座，基座上具有向外伸出的连接杆；修整辊，通过安装架连接在连接杆上，修整辊可轴向转动的设于安装架上；修整辊具有用于修整抛光垫的工作段，该工作段的长度不小于抛光垫的半径；第一驱动件，设于所述安装架上，用于驱动所述修整辊转动。本发明的修整装置在修整过程中，第一驱动件驱动修整辊进行自转，修整辊在待修整区域内的线速度保持恒定、且在待修整区域的各个部位停留的时间也一致，使抛光垫各处的修整量均匀。另外，修整辊与抛光垫为线接触，易控制修整辊与抛光垫压紧，且易使抛光垫各部位的受力更加均匀，进一步使抛光垫各处的修整量均匀一致。

Description

一种用于抛光垫的修整装置

技术领域

本发明涉及抛光技术领域，具体涉及一种用于抛光垫的修整装置。

背景技术

化学机械抛光平坦化(Chemical Mechanical Planarization,CMP)设备中晶圆在粗糙的抛光垫表面抛光晶圆，随着抛光时间的延长，抛光垫表面被磨平，失去抛光的效果，需要有带有砂轮盘的修整器对抛光垫表面修整，使抛光垫表面粗糙有摩擦力，使之继续拥有抛光的功能。

目前，修整装置主要包括：基座、摆臂、主动带轮、从动带轮、砂轮盘以及轴承座；摆臂的一端连接在基座的顶端的旋转座上，摆臂另一端连接在轴承座上，摆臂摆动间接带动轴承座的摆动；砂轮盘转动设于轴承座上，砂轮盘的顶端连接有从动带轮，主动带轮设置在基座上，主动带轮与从动带轮通过皮带进行绕接。

上述的修整装置，砂轮盘依靠皮带进行旋转，实现对抛光垫进行修整；在砂轮盘旋转的过程中，摆臂一直处于摆动状态，以使砂轮盘接触到抛光垫的整个待修整面。摆臂自身摆动，会导致修整接触区域速度不可控，修整不同的区域之间的时间也不同，所以抛光垫修整量不均匀，从而会影响修整的效果，进而影响晶圆的抛光精度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的修整装置在对抛光垫进行修整时，修整接触区域速度、时间均不可控，进而导致抛光垫修整量不均匀的缺陷，从而提供一种用于抛光垫的修整装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供的用于抛光垫的修整装置，包括：

基座，所述基座上具有向外伸出的连接杆；

修整辊，通过安装架连接在所述连接杆上，所述修整辊可轴向转动的设于所述安装架上；所述修整辊具有用于修整抛光垫的工作段，该工作段的长度不小于抛光垫的半径；

第一驱动件，设于所述安装架上，用于驱动所述修整辊转动。

进一步地，所述连接杆可上下活动地连接在所述基座上，所述连接杆用于调节所述修整辊对抛光垫的压力。

进一步地，所述连接杆上具有沿其长度方向依次分布的第一连接部、第二连接部以及第三连接部，所述第一连接部铰接在所述安装架上，所述第二连接部铰接在所述基座上，还包括：

第二驱动件，设于所述基座，所述第二驱动件具有可下上移动的推杆，该推杆与所述第三连接部铰接，所述第二驱动件用于驱动所述连接杆上下摆动。

进一步地，所述第一连接部与所述第二连接部之间的距离为L1，所述第二连接部与所述第三连接部之间的距离为L2，所述L1大于所述L2。

进一步地，所述第三连接部为开设在所述连接杆上的长条孔，所述第二驱动件的推杆端部具有垂直设置的连接柱，该连接柱滑动穿设在所述长条孔内。

进一步地，所述基座上具有转动设置的摆臂，所述连接杆连接在所述摆臂上，所述摆臂具有使所述修整辊与抛光垫对正的第一状态和使所述修整辊远离抛光垫的第二状态；当所述摆臂处于第一状态时，所述修整辊对抛光垫进行修整，此时所述摆臂处于静止状态。

进一步地，所述安装架为开口朝下的U形结构，传动轴可转动的穿设在所述安装架的开口端的两侧壁上，所述修整辊固定套设在所述传动轴上。

进一步地，所述连接杆上具有沿其长度方向开设的容置槽，所述容置槽内适于放置线缆。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的用于抛光垫的修整装置，由于修整辊工作段的长度不小于抛光垫的半径，在对抛光垫进行修整时，抛光垫以自身轴线进行自转，修整辊仅需以自身轴线进行自转，就可以实现对抛光垫待修整区域的完全修整；在修整过程中，第一驱动件驱动修整辊进行自转，修整辊在待修整区域内的线速度保持恒定、且在待修整区域的各个部位停留的时间也一致，使抛光垫各处的修整量均匀。另外，修整辊与抛光垫为线接触，易控制修整辊与抛光垫压紧，且易使抛光垫各部位的受力更加均匀，进一步使抛光垫各处的修整量均匀一致。

2.本发明提供的用于抛光垫的修整装置，通过调节连接杆的位置，来调节修整辊对抛光垫的施压，连接杆、修整辊以及抛光垫之间均为刚性接触，传力性能好，使得抛光垫各处的受力更加均匀一致；现有技术中，通过气囊来调节修整辊的位置以对抛光垫进行施压，需要定期更换气囊；较现有技术而言，借助连接杆对抛光垫进行施压，结构更加简单，无需进行定期更换维护，节约成本。

3.本发明提供的用于抛光垫的修整装置，L1大于L2的设计，使第二驱动件的推杆具有行程倍增的效果，短行程的第二驱动件就能够满足使用要求，使整个装置的结构更加紧凑。

4.本发明提供的用于抛光垫的修整装置，基座上摆臂的设计，通过摆臂将修整辊移开后，再抓取抛光垫，使得操作更加安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中提供的修整装置的立体结构示意图。

图2为图1所示的修整装置的俯视图。

图3为修整辊的连接关系示意图。

图4为基座的内部结构示意图。

附图标记说明：

1、基座；2、修整辊；3、连接杆；4、第一驱动件；5、安装架；6、第一连接部；7、第二连接部；8、第三连接部；9、第二驱动件；10、连接柱；11、传动轴；12、轴承；13、轴封；14、容置槽；15、摆臂；16、谐波减速器；17、第三驱动件；18、连接座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供的用于抛光垫的修整装置，包括：基座1、修整辊2、连接杆3以及驱动修整辊2轴向转动的第一驱动件4。

如图1、图2所示，所述基座1的底端固定，基座1的顶端具有向外伸出的连接杆3；其中，所述连接杆3与基座1可以是固定连接，也可以是活动连接；当修整辊2对抛光垫进行修整时，连接杆3保持静止状态。修整辊2通过安装架5连接在所述连接杆3上，所述修整辊2可轴向转动的设于所述安装架5上；所述修整辊2具有用于修整抛光垫的工作段，该工作段的长度不小于抛光垫的半径；第一驱动件4设置在所述安装架5上，用于驱动所述修整辊2转动。

在本实施例中，由于修整辊2工作段的长度不小于抛光垫的半径，在对抛光垫进行修整时，抛光垫以自身轴线进行自转，修整辊2仅需以自身轴线进行自转，就可以实现对抛光垫待修整区域的完全修整；在修整过程中，第一驱动件4驱动修整辊2进行自转，修整辊2在待修整区域内的线速度保持恒定、且在待修整区域的各个部位停留的时间也一致，使抛光垫各处的修整量均匀。另外，修整辊2与抛光垫为线接触，易控制修整辊2与抛光垫压紧，且易使抛光垫各部位的受力更加均匀，进一步使抛光垫各处的修整量均匀一致。

如图1、图2所示，所述连接杆3可上下活动地连接在所述基座1上，通过调节连接杆3的上下位置来驱动修整辊2对抛光垫进行向下施压、以实现修整辊2与抛光垫压紧。在本实施例中，所述连接杆3具有沿其长度方向依次分布的第一连接部6、第二连接部7以及第三连接部8；所述第一连接部6铰接在所述安装架5上，所述第二连接部7铰接在所述基座1上，所述第三连接部8作为被驱动部，通过第二驱动件9对第三连接部8进行竖直施压、来改变第一连接部6的上下位置；其中，所述第二驱动件9可以为气缸、液压缸以及电动推杆。所述第三连接部8为开设在所述连接杆3的长条孔，第一连接部6与第二连接部7均为用于与铰座铰接的圆形孔；所述第二驱动件9的推杆端部连接有Y型接头，Y型接头的开口端插接有与推杆垂直的连接柱10，该连接柱10滑动穿设在所述长条孔内；当第二驱动件9的推杆进行伸缩运动时，长条孔与连接柱10发生相对转动和相对滑动。

在本实施例中，通过调节连接杆3的位置、来调节修整辊2对抛光垫的施压，连接杆3、修整辊2以及抛光垫之间均为刚性接触，传力性能好，使得抛光垫各处的受力更加均匀一致；现有技术中，通过气囊来调节修整辊2的位置以对抛光垫进行施压，需要定期更换气囊；较现有技术而言，借助连接杆3对抛光垫进行施压，结构更加简单，无需进行定期更换维护，节约成本。

如图2所示，第二连接部7作为连接杆3的支撑点，连接杆3上的第一连接部6与第二连接部7之间的距离为L1，连接杆3上的第二连接部7与第三连接部8之间的距离为L2，所述L1大于所述L2；使第二驱动件9的推杆具有行程倍增的效果，短行程的第二驱动件9就能够满足使用要求，使整个装置的结构更加紧凑。

作为可替代的实施方式，所述连接杆3可以是竖直升降的杆件，连接杆3通过竖直的上下移动，可以能够调整安装架5以及修整辊2的上下位置。

如图3所示，所述修整辊2可轴向转动的设于所述安装架5上，所述安装架5可以对修整辊2的一端进行转动支撑，也可以对修整辊2的两端分别进行转动支撑。在本实施例中，所述安装架5为开口朝下的U形结构，安装架5的开口端处的两侧壁上设有相对连通的轴孔，传动轴11的两端分别通过轴承12穿设在两个轴孔之间；其中两轴孔的端部均为设有轴封13，通过轴封13对其内部的轴承12进行密封。修整辊2套设在所述传动轴11上，与传动轴11通过键连接进行固定。所述第一驱动件4为电机，第一驱动件4的驱动轴与传动轴11进行同轴连接，驱动传动轴11进行旋转。其中，所述修整辊2的整个圆柱面均作为其工作面，则修整辊2的整体长度大于或等于抛光垫的半径。

如图4所示，所述连接杆3上具有沿其长度方向开设的容置槽14，所述容置槽14内适于放置线缆。在本实施例中，该容置槽14为开设在连接杆3顶面，其顶部为开口端，各驱动部件上的线缆均可放置在该容置槽14内，避免线缆的缠绕现象。

如图1、图4所示，所述基座1上具有转动设置的摆臂15，所述摆臂15具有垂直伸出基座1周向的伸出部，所述连接杆3连接在该摆臂15的伸出部上；所述摆臂15具有使所述修整辊2与抛光垫对正的第一状态和使所述修整辊2远离抛光垫的第二状态；当所述摆臂15处于第一状态时，所述修整辊2对抛光垫进行修整，此时所述摆臂15处于静止状态。所述基座1的内部设置有谐波减速器16，所述摆臂15通过连接座18固定连接在所述谐波减速器16的旋转端上；所述基座1的底部安装有第三驱动件17，所述第三驱动件17为电机，该第三驱动件17与谐波减速机通过齿轮进行啮合连接，第三驱动件17用于驱动谐波减速机的旋转端进行转动、以实现所述摆臂15的旋转。

摆臂15处于初始位置时，修整辊2远离抛光垫；

摆臂15带动连接杆3进行周向摆动，当修整辊2移动至与抛光垫上下对正时，摆臂15停止摆动、保持静止状态；第二驱动件9对连接杆3施加一个向上的推力，进而使修整辊2向下靠近抛光垫、直至与抛光垫压紧；修整辊2与抛光垫对正、压紧后，修整辊2对抛光垫进行修整操作；

当抛光垫完成修整后，第二驱动件9对连接杆3施加一个向下的拉力，进而使修整辊2脱离抛光垫；修整辊2脱离抛光垫后，摆臂15通过连接杆3带动修整辊2进行周向摆动，直至回到初始位置，完成修整流程。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims

1.一种用于抛光垫的修整装置，其特征在于，包括：

基座(1)，所述基座(1)上具有向外伸出的连接杆(3)；

修整辊(2)，通过安装架(5)连接在所述连接杆(3)上，所述修整辊(2)可轴向转动的设于所述安装架(5)上；所述修整辊(2)具有用于修整抛光垫的工作段，该工作段的长度不小于抛光垫的半径；

第一驱动件(4)，设于所述安装架(5)上，用于驱动所述修整辊(2)转动。

2.根据权利要求1所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述连接杆(3)可上下活动地连接在所述基座(1)上，所述连接杆(3)用于调节所述修整辊(2)对抛光垫的压力。

3.根据权利要求2所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述连接杆(3)上具有沿其长度方向依次分布的第一连接部(6)、第二连接部(7)以及第三连接部(8)，所述第一连接部(6)铰接在所述安装架(5)上，所述第二连接部(7)铰接在所述基座(1)上，还包括：

第二驱动件(9)，设于所述基座(1)，所述第二驱动件(9)具有可下上移动的推杆，该推杆与所述第三连接部(8)铰接，所述第二驱动件(9)用于驱动所述连接杆(3)上下摆动。

4.根据权利要求3所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述第一连接部(6)与所述第二连接部(7)之间的距离为L1，所述第二连接部(7)与所述第三连接部(8)之间的距离为L2，所述L1大于所述L2。

5.根据权利要求3所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述第三连接部(8)为开设在所述连接杆(3)上的长条孔，所述第二驱动件(9)的推杆端部具有垂直设置的连接柱(10)，该连接柱(10)滑动穿设在所述长条孔内。

6.根据权利要求1所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述基座(1)上具有转动设置的摆臂(15)，所述连接杆(3)连接在所述摆臂(15)上，所述摆臂(15)具有使所述修整辊(2)与抛光垫对正的第一状态和使所述修整辊(2)远离抛光垫的第二状态；当所述摆臂(15)处于第一状态时，所述修整辊(2)对抛光垫进行修整，此时所述摆臂(15)处于静止状态。

7.根据权利要求1所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述安装架(5)为开口朝下的U形结构，传动轴(11)可转动的穿设在所述安装架(5)的开口端的两侧壁上，所述修整辊(2)固定套设在所述传动轴(11)上。

8.根据权利要求1所述的用于抛光垫的修整装置，其特征在于，所述连接杆(3)上具有沿其长度方向开设的容置槽(14)，所述容置槽(14)内适于放置线缆。