CN114473848A - 一种具有冷却功能的抛光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种具有冷却功能的抛光装置，包括：抛光盘具有上下贴合连接的第一盘体和第二盘体，第二盘体上开设有用于传感器穿过的避让孔；旋转轴连接在第二盘体上，用于驱动抛光盘旋转；冷却回路呈螺旋状盘布在第一盘体与第二盘体之间,冷却回路中适于流通冷却液；冷却回路的进/回液口均连通有软管，该软管穿过旋转轴的穿轴孔后、适于与冷却液箱连通；冷却回路对避让孔进行绕包，冷却液先流经绕包在避让孔周向的冷却回路；驱动组件至少部分设于旋转轴上，用于驱动旋转轴转动。本发明的冷却回路能够对抛光盘进行循环冷却，降低因热影响抛光液的化学反应；避让孔被冷却回路绕包，能够对传感器进行充分冷却，减小因安装传感器导致的散热不均问题。

Description

一种具有冷却功能的抛光装置
技术领域
本发明涉及抛光机技术领域，具体涉及一种具有冷却功能的抛光装置。
背景技术
在化学机械抛光技术领域，晶圆夹持在旋转的抛光头下端，旋转的抛光盘上端设置有抛光垫，抛光头上的晶圆与抛光垫之间设置有抛光液，在化学和机械的共同作用下，晶圆实现全局平坦化。
在抛光过程中，抛光盘及带动抛光盘旋转的驱动电机会产生大量的热量；热量一方面会引起工件的热变形，进而影响晶圆的抛光质量，另一方面热量一定程度上影响抛光液的化学反应，从而影响晶圆的抛光效果，故必须采取制冷措施、控制住抛光盘温度。
发明内容
因此，本发明提供一种具有冷却功能的抛光盘及其抛光机。
为了解决上述技术问题，本发明提供的具有冷却功能的抛光装置，包括：
抛光盘，具有上下贴合连接的第一盘体和第二盘体，所述第二盘体上开设有用于传感器穿过的避让孔；
旋转轴，连接在所述第二盘体上，用于驱动所述抛光盘旋转；
冷却回路，呈螺旋状盘布在所述第一盘体与所述第二盘体之间,所述冷却回路中适于流通冷却液；所述冷却回路的进/回液口均连通有软管，该软管穿过所述旋转轴的穿轴孔后、适于与冷却液箱连通；其中，所述冷却回路对所述避让孔进行绕包，冷却液先流经绕包在所述避让孔周向的冷却回路；
驱动组件，至少部分设于所述旋转轴上，用于驱动所述旋转轴转动。
进一步地，所述冷却回路的进/回液口均设置在所述第二盘体中心部位；冷却液流经所述避让孔的周向后，沿所述冷却回路的外圈逐渐向内圈循环流通。
进一步地，所述冷却回路为开设在所述第二盘体上的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述第一盘体。
进一步地，所述第二盘体可拆卸的连接在所述旋转轴上。
进一步地，所述旋转轴通过第一连接件与所述第二盘体进行可拆卸连接，所述第一连接件上具有开口朝向所述第二盘体的第一容纳槽，所述第一容纳槽用于容纳预留的软管。
进一步地，所述旋转轴的背离所述第二盘体的一端连接有旋转接头，穿过所述旋转轴的软管与所述旋转接头连通，所述旋转接头适于与冷却液箱连通。
进一步地，所述旋转接头通过第二连接件与所述旋转轴可拆卸连接，所述第二连接件上具有开口朝向所述旋转轴的第二容纳槽，所述第二容纳槽用于容纳预留的软管。
进一步地，所述旋转轴上连接有导电滑环，与传感器连接的数据线穿过旋转轴的穿轴孔后、与所述导电滑环电连接。
进一步地，所述冷却回路的进/回液口均为开设有在所述第二盘体上的螺纹孔。
进一步地，所述驱动组件包括：
从动轮，固定套设有所述旋转轴上；
主动轮，通过传送带与所述从动轮绕接；
驱动电机，其驱动轴连接在所述主动轮的轴心处，用于驱动所述主动轮旋转。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的具有冷却功能的抛光装置，盘布在第一盘体与第二盘体之间的冷却回路能够对抛光盘进行循环冷却，降低因热影响抛光液的化学反应；避让孔被冷却回路绕包，能够对传感器进行充分冷却，减小因安装传感器导致的散热不均问题；由于第一盘体在避让孔处的温度较其他部位高，冷却液从绕包在避让孔处的冷却回路侧进入，有助于增加避让孔处的冷却力度，尽可能地使第一盘体各部均匀冷却；另外，与冷却回路连通的软管穿设在旋转轴的轴孔内，避免管路与其他部分发现缠绕现象。
2.本发明提供的具有冷却功能的抛光装置，抛光盘以及旋转接头均与旋转轴可拆卸连接，均可单独拆卸进行更换维修；另外，旋转接头的设置，避免抛光盘在旋转过程中、软管因过度扭转而发生损伤。
3.本发明提供的具有冷却功能的抛光装置，与第二盘体连接的第一连接件以及与旋转接头连接的第二连接件上均设有容纳槽，将预留长度的软管盘布在容纳槽内，避免在抛光盘以及旋转接头拆卸过程中、对软管造成抻拽损伤。
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为抛光装置的示意图。
图2为第二盘体的立体示意图。
图3为第二盘体的主视示意图。
图4为抛光装置的拆装状态示意图。
附图标记说明：
1、第一盘体；2、第二盘体；3、旋转轴；4、冷却回路；5、避让孔；6、传感器；7、安装孔；8、进液口；9、回液口；10、软管；11、折回段；12、外圈段；13过渡段；14、第一连接件；15、第一容纳槽；16、旋转接头；17、第二连接件；18、第二容纳槽；19、导电滑环；20、从动轮；21、穿轴孔。
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。
本实施例提供的具有冷却功能的抛光装置，包括：抛光盘、旋转轴3、冷却回路4以及驱动组件。
如图1所示，在本实施例中，所述抛光盘具有上下贴合连接的第一盘体1和第二盘体2，通过第一盘体1对抛光头上的晶圆进行抛光操作；所述第二盘体2上开设有避让孔5，传感器6穿过该避让孔5来检测晶圆的位置；旋转轴3连接在所述第二盘体2上，驱动组件的至少部分连接在旋转轴3上、来驱动旋转轴3转动，使旋转轴3带动所述抛光盘旋转、对晶圆进行抛光。在抛光过程中，抛光盘上会产生大量的热量，为了避免热量影响抛光液的化学反应，第一盘体1与第二盘体2之间贴设有冷却回路4，所述冷却回路4中适于通入循环流通的冷却液，通过冷却液对抛光盘进行降温。所述冷却回路4呈螺旋状盘布在同一平面上，所述冷却回路4的进/回液口9均连通有软管10，该软管10穿过所述旋转轴3的轴孔后、与冷却液箱连通；其中，所述冷却回路4对所述避让孔5进行绕包，冷却液先流经绕包在所述避让孔5周向的冷却回路4。
在本实施例中，盘布在第一盘体1与第二盘体2之间的冷却回路4能够对抛光盘进行循环冷却，降低因热影响抛光液的化学反应；避让孔5被冷却回路4绕包，能够对传感器6进行充分冷却，减小因安装传感器6导致的散热不均问题；由于第一盘体1在避让孔5处的温度较其他部位高，冷却液从绕包在避让孔5处的冷却回路4侧进入，有助于增加避让孔5处的冷却力度，尽可能地使第一盘体1各部均匀冷却；另外，与冷却回路4连通的软管10穿设在旋转轴3的轴孔内，避免管路与其他部分发现缠绕现象。
如图2、图3所示，第一盘体1与第二盘体2之间通过钎焊连接，所述冷却回路4为开设在所述第二盘体2上的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述第一盘体1；所述第二盘体2的上具有环绕其中心设置的多个安装孔7，所述第二盘体2上还具有偏离其中心位置的避让孔5。所述冷却回路4的进液口8以及回液口9均设置在所述第二盘体2的中心位置处，冷却回路4呈螺旋状进行盘布；所述冷却回路4以进液口8为起点、先向外进行盘绕，冷却回路4在向外进行盘绕的过程中、对避让孔5的外侧进行周向绕包；在盘布过程中，冷却回路4的最外圈避开第二盘体2上的安装孔7；冷却回路4完成最外圈的盘布后，以第二盘体2的中心为圆心、逐步向内进行依次盘布，由外至内的每一层冷却回路4为同心的圆弧，冷却回路4的折回段11靠近避让孔5的内侧，直至回液口9处；冷却回路4的折回段11、冷却回路4的外圈段12以及冷却回路4的进液口8与最外圈之间的过渡段，冷却回路4的这三部分对避让孔5的周向进行完全绕包。其中，所述冷却回路4的盘绕方向也是冷却液的流向。
如图1、图4所示，所述冷却回路4的进/回液口9均为开设有在所述第二盘体2上的螺纹孔，进/回液口9分别通过铰链式角接头与软管10进行连通；所述旋转轴3具有贯通的穿轴孔21，所述旋转轴3通过第一连接件13过渡段；14与所述第二盘体2进行可拆卸的连接，所述第一连接件13过渡段；14为对第二盘体2起到支撑作用的支撑盘；旋转轴3与第二盘体2之间可进行拆卸，为了避免二者在拆卸安装过程中、对软管10进行抻拽，软管10预留有一定的防抻拽长度；所述第一连接件13过渡段；14的中部具有开口朝向第二盘体2的第一容纳槽15，所述第一容纳槽15用于容纳预留的软管10，该预留的软管10呈螺旋状盘布在第一容纳槽15内。
如图1、图4所示，所述旋转轴3的背离所述第二盘体2的一端连接有旋转接头16，所述旋转接头16通过第二连接件17与旋转轴3进行可拆卸连接，所述第二连接件17为转接套；旋转接头16的设置，软管10不会跟随旋转轴3、进行扭转，避免因过度扭转而发生损伤；旋转轴3与旋转接头16之间可进行拆卸，为了避免二者在拆卸安装过程中、对软管10进行抻拽，软管10预留有一定的防抻拽长度；所述第二连接件17上具有开口朝向所述旋转轴3的第二容纳槽18，所述第二容纳槽18用于容纳预留的软管10，该预留的软管10呈螺旋状盘布在第二容纳槽18内。
如图1、图4所示，导电滑环19设于旋转接头16的下方，与旋转接头16以及旋转轴3同轴设置，传感器6上的数据线穿过旋转轴3的穿轴孔21后、与所述导电滑环19电连接；导电滑环19的设置，避免旋转轴3在转动过程中、数据线因自身卷绕而发生损伤。
如图1所示，对旋转轴3进行驱动的驱动组件，包括：从动轮20、主动轮以及驱动电机；从动轮20固定套设有所述旋转轴3上，主动轮通过传送带与所述从动轮20绕接，驱动电机的驱动轴连接在所述主动轮的轴心处，用于驱动所述主动轮旋转。
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 (10)

1.一种具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，包括：
抛光盘，具有上下贴合连接的第一盘体(1)和第二盘体(2)，所述第二盘体(2)上开设有用于传感器(6)穿过的避让孔(5)；
旋转轴(3)，连接在所述第二盘体(2)上，用于驱动所述抛光盘旋转；
冷却回路(4)，呈螺旋状盘布在所述第一盘体(1)与所述第二盘体(2)之间,所述冷却回路(4)中适于流通冷却液；所述冷却回路(4)的进/回液口(9)均连通有软管(10)，该软管(10)穿过所述旋转轴(3)的穿轴孔(21)后、适于与冷却液箱连通；其中，所述冷却回路(4)对所述避让孔(5)进行绕包，冷却液先流经绕包在所述避让孔(5)周向的冷却回路(4)；
驱动组件，至少部分设于所述旋转轴(3)上，用于驱动所述旋转轴(3)转动。
2.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述冷却回路(4)的进/回液口(9)均设置在所述第二盘体(2)中心部位；冷却液流经所述避让孔(5)的周向后，沿所述冷却回路(4)的外圈逐渐向内圈循环流通。
3.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述冷却回路(4)为开设在所述第二盘体(2)上的凹槽，所述凹槽的开口朝向所述第一盘体(1)。
4.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述第二盘体(2)可拆卸的连接在所述旋转轴(3)上。
5.根据权利要求4所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述旋转轴(3)通过第一连接件(13过渡段；14)与所述第二盘体(2)进行可拆卸连接，所述第一连接件(13过渡段；14)上具有开口朝向所述第二盘体(2)的第一容纳槽(15)，所述第一容纳槽(15)用于容纳预留的软管(10)。
6.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述旋转轴(3)的背离所述第二盘体(2)的一端连接有旋转接头(16)，穿过所述旋转轴(3)的软管(10)与所述旋转接头(16)连通，所述旋转接头(16)适于与冷却液箱连通。
7.根据权利要求6所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述旋转接头(16)通过第二连接件(17)与所述旋转轴(3)可拆卸连接，所述第二连接件(17)上具有开口朝向所述旋转轴(3)的第二容纳槽(18)，所述第二容纳槽(18)用于容纳预留的软管(10)。
8.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述旋转轴(3)上连接有导电滑环(19)，与传感器(6)连接的数据线穿过旋转轴(3)的穿轴孔(21)后、与所述导电滑环(19)电连接。
9.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述冷却回路(4)的进/回液口(9)均为开设有在所述第二盘体(2)上的螺纹孔。
10.根据权利要求1所述的具有冷却功能的抛光装置，其特征在于，所述驱动组件包括：
从动轮(20)，固定套设有所述旋转轴(3)上；
主动轮，通过传送带与所述从动轮(20)绕接；
驱动电机，其驱动轴连接在所述主动轮的轴心处，用于驱动所述主动轮旋转。
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